Fiche technique de la série de LED CMS 12-23C - Multicolore (Rouge/Vert/Bleu) - 3,2x1,6x1,4mm - 2,0-3,9V - 20-25mA - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

La série 12-23C représente une solution LED CMS compacte conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation et une haute fiabilité. Cette famille de LED multicolores est nettement plus petite que les composants traditionnels à broches, permettant des réductions substantielles de l'empreinte sur PCB, une densité de montage accrue et contribuant finalement au développement d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère la rend particulièrement adaptée aux applications portables et à espace limité.

L'avantage principal de cette série réside dans sa polyvalence et sa conformité aux normes de fabrication et environnementales contemporaines. Les dispositifs sont conditionnés sur bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant une compatibilité avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place à grande vitesse. Ils sont qualifiés pour les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur, standards dans la production électronique de grande série.

La conformité environnementale et réglementaire est une caractéristique clé. Les produits sont fabriqués avec des matériaux sans plomb, respectent la directive RoHS, sont conformes aux règlements REACH de l'UE et répondent aux normes sans halogène (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm et leur somme <1500 ppm). Cela les rend adaptés à un large éventail de marchés mondiaux aux exigences environnementales strictes.

2. Sélection du dispositif et valeurs maximales absolues

2.1 Guide de sélection du dispositif

La série propose trois options de couleur distinctes, chacune basée sur différents matériaux de puce semi-conductrice :

• Code R6 (Rouge brillant) :Utilise la technologie de puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). La couleur de la résine est transparente.
• Code GH (Vert brillant) :Utilise la technologie de puce InGaN (Nitrures d'Indium Gallium). La couleur de la résine est transparente.
• Code BH (Bleu) :Utilise la technologie de puce InGaN (Nitrures d'Indium Gallium). La couleur de la résine est transparente.

Le boîtier en résine transparente permet une extraction de lumière optimale et une représentation fidèle des couleurs.

2.2 Valeurs maximales absolues (Ta=25°C)

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

• Tension inverse (V_R) :5 V (Tous codes)
• Courant direct (I_F) :R6 : 25 mA, GH : 25 mA, BH : 20 mA
• Courant direct de crête (I_FP, Rapport cyclique 1/10 @1kHz) :R6 : 60 mA, GH : 100 mA, BH : 100 mA
• Puissance dissipée (P_d) :R6 : 60 mW, GH : 95 mW, BH : 75 mW
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :R6 : 2000 V, GH : 150 V, BH : 150 V. Notez la robustesse ESD significativement plus élevée de la LED rouge (R6) par rapport aux variantes verte et bleue, qui nécessitent une manipulation plus prudente.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C
• Température de soudage (T_sol) :Soudage par refusion : pic à 260°C maximum pendant 10 secondes maximum. Soudage manuel : 350°C maximum pendant 3 secondes maximum par borne.

3. Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Les paramètres suivants sont garantis dans les conditions de test spécifiées. Les valeurs typiques représentent le centre de la distribution de production.

3.1 Intensité lumineuse et caractéristiques angulaires

• Luminous Intensity (I_V) @ I_F=20mA :
  • R6 (Rouge) : Typique 90 mcd (Min. 63 mcd)
  • GH (Vert) : Typique 180 mcd (Min. 125 mcd)
  • BH (Bleu) : Typique 50 mcd (Min. 32 mcd)
  Tolérance : ±11%.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typique 100 degrés pour tous les codes couleur. Cet angle de vision large est adapté aux applications d'indication et de rétroéclairage où la visibilité sous des angles hors axe est importante.

3.2 Caractéristiques spectrales

• Longueur d'onde de crête (λ_p) :R6 : 632 nm, GH : 518 nm, BH : 468 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :R6 : 624 nm, GH : 525 nm, BH : 470 nm. La longueur d'onde dominante est la perception monocromatique de la couleur de la LED par l'œil humain.
• Largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) :R6 : 20 nm, GH : 35 nm, BH : 25 nm. Ceci définit la pureté spectrale ou la largeur de la lumière émise.

3.3 Caractéristiques électriques

• Tension directe (V_F) @ I_F=20mA :
  • R6 : Typique 2,0 V, Maximum 2,4 V
  • GH : Typique 3,3 V, Maximum 3,9 V
  • BH : Typique 3,3 V, Maximum 3,9 V
  Tolérance : ±0,1V. La V_Fplus faible de la LED rouge est caractéristique de la technologie AlGaInP par rapport à l'InGaN.
• Courant inverse (I_R) @ V_R=5V :R6 : Max. 10 μA, GH/BH : Max. 50 μA.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit les courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour chaque code LED (R6, GH, BH). Bien que des points de données graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe, et l'effet de la température ambiante sur le flux lumineux. L'analyse de ces courbes est cruciale pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard (par exemple, différents courants d'alimentation ou températures) et pour optimiser la conception du circuit pour l'efficacité et la longévité. Les concepteurs doivent utiliser ces courbes pour sélectionner des points de fonctionnement appropriés et modéliser les effets thermiques sur les performances.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED 12-23C a un boîtier CMS compact. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1mm sauf indication contraire) incluent une taille de corps d'environ 3,2mm (longueur) x 1,6mm (largeur) x 1,4mm (hauteur). Le boîtier comporte deux bornes anode/cathode pour le soudage. Le dessin dimensionnel fournit des informations critiques pour la conception du plot de soudure (empreinte) sur PCB, garantissant une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique. Le respect de l'empreinte recommandée est essentiel pour un assemblage fiable et une gestion thermique adéquate.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un marquage vert sur la bobine de bande. Une orientation de polarité correcte lors de l'assemblage est obligatoire pour assurer un fonctionnement approprié.

6. Recommandations pour le soudage, l'assemblage et le stockage

6.1 Précautions critiques

• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estabsolument requiseen série avec la LED. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension au-delà de la Vf nominale provoque une augmentation très importante, potentiellement destructrice, du courant, conduisant à une destruction immédiate sans protection.
• Conditions de stockage :Les dispositifs sont sensibles à l'humidité (MSL).
  • Avant ouverture : Stocker à ≤30°C et ≤90% HR.
  • Après ouverture : La "durée de vie hors emballage" est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être refermées dans un sac étanche à l'humidité avec dessiccant.
  • Si l'indicateur de dessiccant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant le soudage par refusion.

6.2 Procédé de soudage

• Profil de refusion (sans plomb) :Un profil de température détaillé est fourni. Les paramètres clés incluent : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120s, temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150s, température de pic de 260°C max pendant 10 secondes max, et des vitesses de montée/descente contrôlées (max 3°C/s et 6°C/s respectivement).
• Cycles de refusion :Ne pas dépasser deux cycles de soudage par refusion.
• Soudage manuel :Si nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de pointe <350°C, une puissance ≤25W, et limiter le temps de contact à 3 secondes par borne. Respecter un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier pendant le chauffage.
• Réparation :La réparation après soudage est déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder à deux pointes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes thermo-mécaniques. Effectuer un test préalable pour s'assurer que le processus de réparation ne dégrade pas les caractéristiques de la LED.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de l'emballage

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité. L'emballage standard comprend :

• Bande porteuse :Largeur de 8 mm, chargée dans la bobine.
• Bobine :Diamètre de 7 pouces. La quantité chargée est de 2000 pièces par bobine.
• Sac extérieur :Scellé dans un sac étanche à l'humidité en aluminium contenant un dessiccant.

Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies pour garantir la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et la sélection des bins :

• CPN (Numéro de produit client)
• P/N (Numéro de produit) : ex. 12-23C/R6GHBHC-A01/2C
• QTY (Quantité d'emballage)
• CAT (Classe d'intensité lumineuse)
• HUE (Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante)
• REF (Classe de tension directe)
• LOT No (Numéro de lot pour traçabilité)

Ces informations de binning permettent aux concepteurs de sélectionner des LED avec des paramètres étroitement contrôlés pour une performance cohérente dans leur application.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Applications typiques

• Rétroéclairage pour tableaux de bord, interrupteurs et symboles.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs).
• Unités de rétroéclairage plat pour petits afficheurs LCD.
• Voyants indicateurs à usage général dans l'électronique grand public et industrielle.

8.2 Considérations de conception

• Conception du circuit :Toujours inclure une résistance en série. Calculer sa valeur en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F, où V_Fet I_Fsont les points de fonctionnement cibles de la fiche technique. Considérer la puissance nominale de la résistance.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir la température de jonction dans les limites est essentiel pour la fiabilité à long terme et la stabilité du flux lumineux. Assurer une surface de cuivre sur PCB ou des vias thermiques adéquats si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum.
• Protection ESD :Mettre en œuvre des mesures de protection ESD sur les PCB et dans les procédures de manipulation, en particulier pour les LED GH et BH (InGaN) plus sensibles.

8.3 Restrictions d'application

Ce produit est conçu pour des applications commerciales et industrielles générales. Il n'estpasspécifiquement qualifié ou recommandé pour des applications à haute fiabilité sans consultation préalable. Cela inclut, sans s'y limiter :

• Systèmes militaires, aérospatiaux ou d'aviation.
• Systèmes de sécurité automobile (par exemple, airbags, freinage).
• Équipements médicaux de maintien des fonctions vitales ou critiques.

Pour de telles applications, des produits avec des spécifications, des qualifications et des assurances de fiabilité différentes sont requis.

9. Comparaison et différenciation technique

La série 12-23C se différencie par sa combinaison d'un facteur de forme très compact, d'une disponibilité multicolore à partir d'un seul contour de boîtier, et d'une conformité totale aux réglementations environnementales modernes (RoHS, Sans Halogène). Comparée aux LED traversantes plus grandes, elle permet une miniaturisation significative. Le boîtier en résine transparente pour toutes les couleurs offre une flexibilité de conception. Les indices ESD fournis (particulièrement élevés pour la variante rouge) et les instructions détaillées de manipulation de la sensibilité à l'humidité reflètent une conception pour des processus de fabrication robustes. L'inclusion de paramètres de binning spécifiques (CAT, HUE, REF) sur l'étiquette indique un processus de production capable de fournir une couleur et une luminosité constantes, ce qui est critique pour les applications utilisant plusieurs LED.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la principale différence entre les codes R6, GH et BH ?
R1 : La principale différence est le matériau semi-conducteur et la couleur résultante. R6 utilise l'AlGaInP pour la lumière rouge (624nm dominante) et a une tension directe plus faible (~2,0V). GH (Vert) et BH (Bleu) utilisent l'InGaN, ont une tension directe plus élevée (~3,3V) et émettent respectivement de la lumière verte (525nm) et bleue (470nm). Les codes GH et BH sont également plus sensibles à l'ESD.

Q2 : Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle obligatoire ?
R2 : Les LED sont des diodes avec une relation courant-tension non linéaire et exponentielle. Une petite augmentation de tension au-delà de la Vf nominale provoque une augmentation très importante, potentiellement destructrice, du courant. Une résistance en série fournit une relation linéaire, rendant le courant prévisible et sûr pour une tension d'alimentation donnée._FQ3 : Puis-je utiliser le soudage manuel pour l'assemblage de prototypes ?

R3 : Oui, mais avec une extrême prudence. Suivez strictement les recommandations : pointe du fer <350°C, puissance ≤25W, temps de contact ≤3 secondes par borne, et laissez refroidir entre les bornes. Le soudage par refusion est la méthode recommandée et la plus fiable.
Q4 : Que signifie "sans halogène" et pourquoi est-ce important ?

R4 : Sans halogène signifie que les matériaux contiennent des niveaux très faibles de brome (Br) et de chlore (Cl). Ces halogènes, lorsqu'ils brûlent, peuvent produire des fumées toxiques et corrosives. L'électronique sans halogène est plus sûre et plus respectueuse de l'environnement, souvent requise par certaines réglementations et spécifications clients.
Q5 : Comment interpréter les informations de binning (CAT, HUE, REF) sur l'étiquette ?

R5 : Ces informations regroupent les LED avec des performances similaires. Pour une apparence cohérente dans un réseau, vous devez vous approvisionner en LED provenant des mêmes bins ou de bins adjacents HUE (couleur) et CAT (luminosité). Le bin REF (tension) peut être important pour la conception de l'alimentation dans les applications à courant régulé.
11. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

11.1 Principe de fonctionnement de base

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. 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 utilisé dans la région active. L'AlGaInP a une bande interdite adaptée à la lumière rouge/orange/jaune, tandis que l'InGaN couvre le spectre vert, bleu et blanc (avec phosphore).

11.2 Tendances de l'industrie

Le marché des LED CMS comme la série 12-23C continue d'être tiré par les demandes de miniaturisation, d'efficacité accrue (lumens par watt), d'amélioration de la cohérence des couleurs et d'une conformité environnementale plus stricte. Il existe une tendance vers des tailles de boîtier encore plus petites (par exemple, 0201, 01005) pour les dispositifs ultra-compacts. De plus, l'intégration de circuits de contrôle (par exemple, pilotes à courant constant) dans le boîtier LED devient plus courante pour une conception simplifiée. La recherche d'une fiabilité accrue et d'une durée de vie plus longue sous diverses contraintes environnementales reste une préoccupation constante pour les fabricants de composants et les utilisateurs finaux.

The market for SMD LEDs like the 12-23C series continues to be driven by demands for miniaturization, higher efficiency (lumens per watt), improved color consistency, and stricter environmental compliance. There is a trend towards even smaller package sizes (e.g., 0201, 01005) for ultra-compact devices. Furthermore, integration of control circuitry (e.g., constant current drivers) within the LED package is becoming more common for simplified design. The push for higher reliability and longer lifetime under various environmental stresses remains a constant focus for component manufacturers and end-users alike.