Fiche technique de la LED CMS 19-217/T7D-CT2V1N/3T - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.7-3.7V - Puissance 110mW - Blanc Pur - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 19-217/T7D-CT2V1N/3T est une LED à montage en surface compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une fonction d'indicateur ou de rétroéclairage fiable. Cette LED monochrome de couleur blanc pur utilise une puce InGaN encapsulée dans une résine diffusante jaune. Son principal avantage réside dans son empreinte significativement réduite par rapport aux composants traditionnels à broches, permettant une densité de placement plus élevée sur les cartes PCB, des besoins de stockage réduits et contribuant finalement à la miniaturisation des équipements finaux. Sa construction légère la rend également idéale pour les applications portables et à espace contraint.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

Le composant est fourni en bande de 8mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés standard de type "pick-and-place". Il est conçu pour être utilisé avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur. Le produit respecte plusieurs normes environnementales et de sécurité critiques : il est sans plomb, conforme à la directive européenne RoHS, répond aux exigences REACH de l'UE et est classé Sans Halogène, avec une teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl) inférieure à 900 ppm chacun et leur somme inférieure à 1500 ppm. Cela le rend adapté aux marchés soumis à des réglementations environnementales strictes.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans de multiples secteurs. Les applications courantes incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et commutateurs automobiles, les fonctions d'indicateur et de rétroéclairage dans les dispositifs de télécommunication tels que les téléphones et télécopieurs, le rétroéclairage plat pour écrans LCD, commutateurs et symboles, ainsi que toute utilisation générale comme indicateur nécessitant une source de lumière blanche petite et brillante.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des limites et caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED, fondamentales pour une conception de circuit et une intégration système fiables.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ces valeurs ne sont pas destinées à un fonctionnement continu. Les principales valeurs sont : une tension inverse maximale (VR) de 5V, un courant direct continu (IF) de 30mA, et un courant direct de crête (IFP) de 40mA autorisé uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 110mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 150V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, et la température de stockage (Tstg) va de -40°C à +90°C. Les limites de température de soudage sont spécifiées pour deux procédés : soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes et soudage manuel à 350°C pendant un maximum de 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont mesurées dans des conditions de test standard à Ta=25°C et un IF de 20mA. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique de 360,0 mcd à 900,0 mcd, avec une tolérance de ±11%. L'angle de vision (2θ1/2) est de 130 degrés, offrant un faisceau lumineux large. La tension directe (VF) varie de 2,70V à 3,70V. Le courant inverse (IR) est spécifié à un maximum de 50 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; la valeur VR est uniquement destinée aux tests IR.

3. Explication du système de tri (binning)

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en catégories de performance. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des critères de performance minimale spécifiques pour leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en quatre codes de tri (T2, U1, U2, V1) basés sur des valeurs d'intensité minimale et maximale mesurées à IF=20mA. Par exemple, le code T2 couvre les intensités de 360,0 mcd à 450,0 mcd, tandis que le code V1 couvre la plage la plus élevée de 715,0 mcd à 900,0 mcd. Les concepteurs doivent tenir compte de la tolérance de ±11% à l'intérieur de chaque catégorie.

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est triée en cinq codes (10, 11, 12, 13, 14), chacun représentant une plage de 0,2V. Le code 10 couvre 2,70V à 2,90V, et le code 14 couvre 3,50V à 3,70V. Une tolérance de ±0,1V s'applique. La sélection de LED dans une catégorie de tension spécifique peut aider à concevoir des circuits de limitation de courant plus uniformes, en particulier dans les réseaux de LED en parallèle.

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

L'uniformité de couleur de la lumière blanche pure est contrôlée via un tri par coordonnées chromatiques sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique définit quatre codes de tri (1, 2, 3, 4), chacun étant une zone quadrilatère sur le plan de coordonnées (x, y). Par exemple, le Tri 1 est délimité par les points (0,274 ; 0,226), (0,274 ; 0,258), (0,294 ; 0,286) et (0,294 ; 0,254). La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,01. Cela garantit que la lumière blanche émise se situe dans une plage de couleur prévisible et étroite.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques et à un diagramme de chromaticité CIE sur des pages spécifiques, les données graphiques exactes (par exemple, courbes IV, intensité relative vs. courant, intensité vs. température) ne sont pas fournies dans le contenu textuel. Dans une fiche technique complète, ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du composant dans des conditions non standard. Les concepteurs utilisent généralement ces courbes pour extrapoler les performances à différents courants de commande ou températures ambiantes, pour comprendre la distribution spectrale de puissance et pour visualiser le point de couleur sur le diagramme de chromaticité par rapport aux catégories définies et au lieu du corps noir (Planckian locus).

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED possède un boîtier CMS (Composant à Montage en Surface) compact. Le dessin dimensionnel indique les mesures clés, y compris la longueur, la largeur et la hauteur, avec une tolérance standard de ±0,1mm sauf indication contraire. Les dimensions spécifiques définissent l'empreinte requise sur le PCB et l'espace libre nécessaire au-dessus de la carte.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Le boîtier inclut des marquages ou des caractéristiques structurelles (comme un coin chanfreiné ou un point) pour indiquer la borne cathode (négative), ce qui est essentiel pour une orientation correcte lors de l'assemblage. Le motif de pastilles recommandé (layout des pads) sur le PCB est généralement fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir les performances et la fiabilité de la LED.

6.1 Paramètres de soudage par refusion (reflow)

Le composant est conçu pour le soudage par refusion sans plomb avec une température de pic de 260°C pendant 10 secondes. Un profil de température recommandé doit être suivi pour chauffer et refroidir progressivement le composant, minimisant ainsi le choc thermique. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans des sachets barrières résistants à l'humidité avec un dessiccant. Le sachet ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à être utilisés. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative (HR) et utilisées dans les 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant montre une saturation, un traitement de séchage (baking) à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Précautions pour le soudage manuel et la réparation

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à souder de faible puissance (≤25W) est recommandé. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être observé entre le soudage de chaque borne. La réparation après un soudage initial est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi les contraintes mécaniques sur la puce LED. Le risque de dégradation des caractéristiques dû à la réparation doit être évalué au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications des bandes et bobines

Les composants sont fournis sur des bobines de 7 pouces de diamètre avec une bande porteuse de 8mm de large. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bobine et des alvéoles de la bande porteuse sont fournies pour garantir la compatibilité avec les chargeurs des équipements d'assemblage automatisés.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de conditionnement contient plusieurs codes : CPN (Numéro de produit client), P/N (Numéro de produit), QTY (Quantité conditionnée), CAT (Catégorie/Rang d'intensité lumineuse), HUE (Coordonnées chromatiques & Rang de longueur d'onde dominante), REF (Rang/Catégorie de tension directe) et LOT No (Numéro de lot pour la traçabilité).

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Limitation et protection du courant

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire en série avec la LED pour éviter l'emballement thermique et la destruction. Même une faible augmentation de la tension directe peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (en utilisant la valeur maximale de la catégorie ou de la fiche technique par sécurité) et du courant direct souhaité (ne dépassant pas 30mA en continu).

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (110mW max), une gestion thermique efficace sur le PCB est importante pour maintenir une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse stable, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou à des courants de commande élevés. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED aide à dissiper la chaleur.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Avec une résistance ESD de 150V (HBM), le composant a une sensibilité modérée. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation, l'assemblage et les tests. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de conteneurs conducteurs.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux points de différenciation de la LED 19-217 sont sa combinaison d'un facteur de forme très petit, d'un large angle de vision de 130 degrés et de sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, REACH, Sans Halogène). Comparée aux LED traversantes plus grandes, elle permet des économies d'espace significatives. La structure de tri définie pour l'intensité, la tension et la couleur offre aux concepteurs des performances prévisibles, ce qui est un avantage critique dans les applications nécessitant une uniformité visuelle, comme les réseaux de rétroéclairage ou les indicateurs d'état.

10. Questions fréquentes basées sur les paramètres techniques

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la loi d'Ohm (R = (Valim - Vf) / If) et en supposant un scénario défavorable avec Vf = 3,7V (du Tri 14) et un If cible de 20mA, le calcul est R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohms. La valeur standard la plus proche (par exemple, 68 Ohms) doit être choisie, et la puissance nominale de la résistance (P = I^2 * R) doit être vérifiée.

10.2 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation si j'utilise une source de tension constante égale à Vf ?

Non. Cela est fortement déconseillé. La tension directe a une plage et varie avec la température. Une source de tension constante réglée sur une valeur nominale Vf ne régule pas le courant. Des variations mineures pourraient entraîner un courant excessif, dépassant la valeur maximale absolue et provoquant une défaillance immédiate ou progressive.

10.3 Pourquoi le temps de stockage après ouverture du sachet est-il limité à 7 jours ?

Le conditionnement plastique des composants CMS peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou provoquer un délaminage des couches internes - un phénomène connu sous le nom d'effet "pop-corn". La limite de 7 jours est le temps d'exposition sûr calculé pour ce niveau de sensibilité à l'humidité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Prenons l'exemple de la conception d'un panneau de commande avec plusieurs LED indicatrices blanches. Pour garantir une luminosité uniforme, spécifiez des LED provenant de la même catégorie d'intensité lumineuse (par exemple, toutes du U1 : 450-565 mcd). Pour simplifier la conception du circuit de limitation de courant pour une tension d'alimentation commune, spécifiez des LED de la même catégorie de tension directe ou d'une catégorie étroite. Le large angle de vision de 130 degrés garantit que les indicateurs sont visibles sous différents angles sans nécessiter d'optiques secondaires. La petite taille du boîtier permet de les placer près des commutateurs ou des étiquettes. La conformité Sans Halogène et RoHS est essentielle pour la vente du produit final sur les marchés mondiaux.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Son cœur est une puce fabriquée à partir de matériaux Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe supérieure au seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons - la lumière. La composition spécifique des couches InGaN détermine la longueur d'onde de la lumière émise. Dans ce cas, la lumière bleue émise par la puce est partiellement convertie en longueurs d'onde plus longues par le phosphore jaune contenu dans la résine diffusante environnante, ce qui donne la perception d'une lumière "Blanc Pur". La résine diffusante aide également à diffuser la lumière, créant le large angle de vision.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs et une plus grande miniaturisation. Pour les LED indicatrices CMS, l'accent est mis sur l'obtention d'une luminosité plus élevée dans des boîtiers plus petits, l'élargissement des gammes de couleurs et l'amélioration continue de la fiabilité et des performances thermiques. L'intégration de circuits de pilotage ou de fonctions de protection dans le boîtier LED est également un domaine de développement. La conformité environnementale, comme l'adhésion de ce composant aux normes Sans Halogène, reste un facteur critique dans la sélection des composants à travers l'industrie électronique.