Fiche technique DEL CMS 15-22/R6G6C-A32/2T - Multicolore - 2.0V - 60mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une DEL CMS (Composant Monté en Surface) multicolore et compacte. Le composant est conçu pour un montage haute densité sur cartes de circuits imprimés, permettant la miniaturisation des équipements finaux. Sa construction légère et son facteur de forme réduit le rendent adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

La DEL est disponible en deux types de couleurs distincts basés sur le matériau de la puce semi-conductrice : un rouge vif (R6) et un jaune-vert vif (G6). Les deux variantes sont logées dans un boîtier en résine transparente. Le produit est conforme aux principales normes industrielles, notamment RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogène, garantissant son adéquation à la fabrication électronique moderne.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Tension inverse (VR) :5 V. Un circuit de protection est recommandé si des conditions de tension inverse sont possibles.
• Courant direct continu (IF) :25 mA pour les puces R6 et G6.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA, admissible en conditions pulsées (cycle de service 1/10 à 1 kHz).
• Dissipation de puissance (Pd) :60 mW. Cette valeur tient compte de la puissance électrique totale convertie en chaleur et en lumière.
• Décharge électrostatique (ESD) :Résiste à 2000 V selon le Modèle du Corps Humain (HBM), indiquant une sensibilité modérée à la manipulation. Des précautions ESD standard sont nécessaires.
• Plage de température :Fonctionnement de -40°C à +85°C ; stockage de -40°C à +90°C.
• Température de soudure :Compatible avec les profils de refusion sans plomb (pic à 260°C max pendant 10 secondes) et la soudure manuelle (350°C max pendant 3 secondes).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, qui est la condition de test standard.

• Intensité lumineuse (Iv) :
  • R6 (Rouge) : Plage typique de 45,0 mcd à 112,0 mcd, avec une tolérance de ±11 %.
  • G6 (Jaune-Vert) : Plage typique de 28,5 mcd à 72,0 mcd, avec une tolérance de ±11 %.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un large angle de 140 degrés, fournissant un éclairage étendu adapté aux applications d'indication et de rétroéclairage.
• Longueur d'onde :
  • R6 : Longueur d'onde de pic (λp) typiquement 632 nm ; Longueur d'onde dominante (λd) entre 617,5 nm et 633,5 nm.
  • G6 : Longueur d'onde de pic (λp) typiquement 575 nm ; Longueur d'onde dominante (λd) entre 567,5 nm et 577,5 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Approximativement 20 nm pour les deux couleurs, définissant la pureté spectrale.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1,70 V à 2,40 V, avec une valeur typique de 2,00 V pour les deux types de puces. Ce paramètre est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA à VR=5V, indiquant une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de classement (Binning)

Le flux lumineux des DEL varie naturellement en production. Un système de classement catégorise les dispositifs en fonction de leurs performances mesurées pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

Les classes sont définies pour chaque type de puce à IF=20mA :

• R6 (Rouge) :
  • Classe P : 45,0 mcd (Min) à 72,0 mcd (Max)
  • Classe Q : 72,0 mcd (Min) à 112,0 mcd (Max)
• G6 (Jaune-Vert) :
  • Classe N : 28,5 mcd (Min) à 45,0 mcd (Max)
  • Classe P : 45,0 mcd (Min) à 72,0 mcd (Max)

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application, en équilibrant les exigences de coût et de performance.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut les courbes caractéristiques typiques pour les variantes R6 et G6. Ces graphiques représentent visuellement la relation entre les paramètres clés, aidant à la conception du circuit et à la prédiction des performances.

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe est essentielle pour déterminer le point de fonctionnement et concevoir le circuit de limitation de courant. La Vf typique de 2,0V sert de référence.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Montre comment le flux lumineux augmente avec le courant. Fonctionner au courant recommandé de 20mA assure une efficacité et une longévité optimales.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Démontre la dégradation thermique du flux lumineux. La performance diminue lorsque la température ambiante augmente, ce qui est une considération critique pour les conceptions avec une gestion thermique limitée.
• Distribution spectrale :Illustre l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde, confirmant les valeurs de longueur d'onde de pic et dominante ainsi que la largeur de bande de 20nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant présente un empreinte CMS standard. Le dessin dimensionnel spécifie la taille du corps, l'espacement des broches et la géométrie globale avec une tolérance générale de ±0,1 mm. Des mesures précises sont vitales pour la conception des pastilles PCB et pour assurer un placement correct lors de l'assemblage.

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier inclut des marquages ou des caractéristiques structurelles (par exemple, une encoche, un coin coupé ou un point) pour identifier la cathode. Une orientation de polarité correcte est obligatoire lors du placement pour assurer le bon fonctionnement du circuit et éviter les dommages.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de refusion

Un profil de température sans plomb détaillé est fourni :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60–150 secondes.
• Température de pic :260°C maximum, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Maximum 6°C/sec en chauffage et 3°C/sec en refroidissement au-dessus de 255°C.

La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois sur le même composant.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire :

• Utiliser un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C.
• Limiter le temps de contact à 3 secondes par borne.Utiliser un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.
• Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre la soudure de chaque borne pour éviter les contraintes thermiques.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Le dispositif est conditionné dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Après ouverture, les pièces non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative.
• La "durée de vie hors sac" après ouverture est de 168 heures (7 jours).
• Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessiccant indique la saturation, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Conditionnement standard

Les DEL sont fournies en bande porteuse de 8 mm de large sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions de la bobine, de la bande et de la bande de couverture sont fournies pour la compatibilité avec les équipements de placement automatique.

7.2 Informations d'étiquetage

L'étiquette de conditionnement inclut plusieurs codes pour la traçabilité et l'identification :

• P/N :Numéro de produit (ex. : 15-22/R6G6C-A32/2T).
• QTY :Quantité conditionnée.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de classe).
• HUE :Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante.
• REF :Classe de tension directe.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Recommandations 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 son large angle de vision.
• Équipement de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans des appareils comme les téléphones et les télécopieurs.
• Rétroéclairage plat pour LCD :Peut être utilisé en réseaux pour les petits afficheurs LCD à profil bas.
• Indication générale :Toute application nécessitant un indicateur visuel compact et fiable.

8.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant :Une résistance série externe estabsolument obligatoire. La tension directe a une plage (1,7V–2,4V), et un petit changement dans la tension d'alimentation peut provoquer une variation importante, potentiellement destructrice, du courant direct sans résistance. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - Vf_typique) / I_souhaitée. Utilisez la Vf maximale pour une conception conservatrice.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (60mW), maintenir la température de jonction dans les limites est essentiel pour la fiabilité à long terme. Assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si le fonctionnement se fait à des températures ambiantes élevées ou à des courants élevés.
• Protection ESD :Mettez en œuvre des mesures de contrôle ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage.
• Limites de réparation :Évitez la retouche après la soudure initiale. Si absolument nécessaire, utilisez un fer à souder à deux pointes pour chauffer simultanément les deux bornes et minimiser la contrainte thermique sur le boîtier. Vérifiez la fonctionnalité après réparation.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux avantages de ce composant découlent de sa technologie de boîtier CMS par rapport aux DEL traversantes traditionnelles :

• Taille et densité :L'empreinte significativement plus petite permet une densité de composants plus élevée sur les PCB, conduisant à des produits finaux plus compacts.
• Compatibilité avec l'automatisation :Le conditionnement en bande et bobine est entièrement compatible avec les machines de placement automatique à haute vitesse, réduisant le coût d'assemblage et améliorant la cohérence.
• Poids :La construction légère est bénéfique pour les applications portables et miniatures.
• Compatibilité des procédés :Conçu pour les procédés de refusion standard infrarouge et à phase vapeur, s'alignant sur les lignes d'assemblage modernes sans plomb.
• Option multicolore :Proposer deux couleurs distinctes (rouge et jaune-vert) dans le même boîtier mécanique offre une flexibilité de conception.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle requise ?

Les DEL sont des dispositifs pilotés en courant. Leur caractéristique I-V est exponentielle, ce qui signifie qu'une petite augmentation de tension au-delà de la chute de tension directe provoque une très forte augmentation du courant, qui peut détruire instantanément le dispositif. La résistance série rend le circuit piloté en tension, établissant un courant de fonctionnement stable et sûr.

10.2 Puis-je piloter cette DEL directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V ?

No.Une broche GPIO d'un microcontrôleur a une capacité de source/puits de courant limitée (souvent 20-25mA) et n'est pas conçue pour fournir directement de la puissance à des charges. Même si la limite de courant semble suffisante, l'absence de résistance série signifie que toute variation de la Vf de la DEL ou de la tension d'alimentation pourrait pousser le courant au-delà des limites de sécurité pour la DEL et le microcontrôleur. Utilisez toujours un transistor ou un circuit de pilotage avec une résistance de limitation de courant appropriée.

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

Si votre application nécessite une luminosité uniforme sur plusieurs unités (par exemple, dans un réseau d'indicateurs), vous devez spécifier le code de classe souhaité (par exemple, P ou Q pour le rouge) lors de la commande. Utiliser des DEL de la même classe garantit une variation visible minimale du flux lumineux. Pour des applications moins critiques, un mélange de classes peut être acceptable et plus économique.

10.4 Comment interpréter les instructions de sensibilité à l'humidité ?

Les boîtiers CMS en plastique peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant la chaleur élevée de la refusion, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne ou l'effet "pop-corn", qui fissure le boîtier. La durée de vie hors sac de 7 jours et les instructions de séchage sont des contrôles critiques pour éliminer cette humidité avant la soudure et assurer le rendement d'assemblage et la fiabilité à long terme.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs multi-états.Une unité de contrôle nécessite trois indicateurs d'état indépendants : Alimentation (Vert), Avertissement (Jaune) et Défaut (Rouge). Bien que cette fiche technique couvre le Rouge et le Jaune-Vert, les mêmes principes de conception s'appliquent.

1. Conception du circuit :Pour un système 5V et un courant cible de 20mA par DEL, calculez la résistance. En utilisant la Vf typique de 2,0V : R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms. Pour la robustesse, sélectionnez la valeur standard suivante (par exemple, 160 ou 180 Ohms) et vérifiez la puissance nominale (P = I²R = 0,064W, donc une résistance de 1/8W ou 1/10W est suffisante).
2. Implantation PCB :Placez les DEL selon le dessin mécanique. Incluez des marquages de polarité sur la sérigraphie. Pour le dégagement thermique, connectez les pastilles de la DEL à de petites zones de cuivre.
3. Approvisionnement :Commandez les DEL Rouges (R6) pour Défaut et les Jaune-Vert (G6) pour Avertissement. Spécifiez la classe de luminosité souhaitée (par exemple, Classe P pour les deux) pour assurer une apparence uniforme.
4. Assemblage :Suivez précisément le profil de refusion. Stockez les bobines ouvertes dans un cabinet sec si elles ne sont pas utilisées dans les 7 jours.

12. Introduction au principe technique

L'émission de lumière dans ces DEL est basée sur le système de matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de ce processus de recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La puce R6 est conçue pour l'émission rouge (~632 nm), tandis que la puce G6 est réglée pour l'émission jaune-vert (~575 nm). Le boîtier en résine transparente agit comme une lentille, façonnant l'angle de vision de 140 degrés et fournissant une protection environnementale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des DEL CMS comme ce composant continue d'être tiré par les demandes de miniaturisation, de plus grande efficacité et d'adoption plus large de l'éclairage à l'état solide. Les tendances clés influençant ce segment de produit incluent :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux et conception de puces visent à fournir une intensité lumineuse (mcd) plus élevée aux mêmes courants de pilotage ou inférieurs, améliorant l'efficacité énergétique globale du système.
• Fiabilité améliorée :Les avancées dans les matériaux de boîtier et les technologies de collage de puce se concentrent sur l'amélioration des performances thermiques et de la longévité, en particulier pour le fonctionnement dans des environnements sévères ou à des températures plus élevées.
• Standardisation et automatisation :La tendance vers des empreintes de boîtier et des formats de bande standardisés continue de rationaliser les processus d'assemblage automatisé, réduisant les coûts de fabrication.
• Gamme de couleurs plus large et cohérence :Des tolérances de classement plus serrées pour la longueur d'onde et le flux lumineux deviennent plus courantes, permettant des applications nécessitant une grande cohérence de couleur, comme les affichages couleur complets et les systèmes d'indicateurs sophistiqués.
• Intégration :Une tendance vers l'intégration de circuits de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou des contrôleurs PWM) dans les boîtiers de DEL existe, bien que pour les types d'indicateurs simples, l'approche par composant discret reste dominante en raison du coût et de la flexibilité.

Ce composant représente une technologie mature et bien établie qui équilibre performance, coût et fabricabilité pour un large éventail d'applications d'indication et de rétroéclairage.