Fiche technique LED CMS 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - Blanc pur - Angle de vision 120° - 3,2V Max - 25mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T est une LED CMS (Composant Monté en Surface) compacte conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation et une haute fiabilité. Cette LED monochrome blanc pur utilise une technologie de puce InGaN encapsulée dans une résine diffusante jaune. Son principal avantage réside dans son empreinte significativement réduite par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une densité de composants plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), des besoins de stockage réduits, et contribuant finalement au développement d'équipements finaux plus petits et plus légers. Sa construction légère la rend particulièrement adaptée aux appareils portables et aux espaces restreints.

2. Caractéristiques clés et conformités

Cette LED est fournie sur bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés standard (pick-and-place), ce qui rationalise la production en grande série. Elle est conçue pour être utilisée avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur, assurant une flexibilité sur les lignes de production. Le composant est fabriqué avec des matériaux respectueux de l'environnement : il est sans plomb, conforme à la directive européenne RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et répond aux exigences REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des substances Chimiques). De plus, il est classé Sans Halogène, avec une teneur en brome (Br) et en chlore (Cl) chacun inférieure à 900 ppm et leur total combiné inférieur à 1500 ppm.

3. Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du composant sont définies dans des conditions où la température ambiante (Ta) est de 25°C. Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Tension inverse (V_R):5 V
• Courant direct continu (I_F):25 mA
• Courant direct de crête (I_FP):100 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz)
• Dissipation de puissance (P_d):110 mW
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du Corps Humain :150 V
• Plage de température de fonctionnement (T_opr):-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (T_stg):-40°C à +90°C
• Température de soudage (T_sol):Refusion : 260°C max pendant 10 secondes ; Soudage manuel : 350°C max pendant 3 secondes.

4. Caractéristiques électro-optiques

Toutes les caractéristiques sont mesurées à une température ambiante de 25°C et un courant de test standard (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v):Minimum 45 mcd, Valeur typique non spécifiée, Maximum 112 mcd. L'intensité lumineuse est soumise à une tolérance de ±11%.
• Angle de vision (2θ_1/2):120 degrés (typique). Cet angle de vision large assure une bonne visibilité sous divers angles, idéal pour les applications d'indication et de rétroéclairage.
• Tension directe (V_F):Minimum 2,7 V, Valeur typique non spécifiée, Maximum 3,2 V. La tolérance de tension directe est de ±0,05V.
• Courant inverse (I_R):Maximum 50 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée.

Note sur les tolérances :La longueur d'onde dominante a une tolérance de ±1 nm.

5. Système de classement par bacs

Les LED sont triées en bacs de performance pour garantir l'homogénéité des lots. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et électriques.

5.1 Plage de bacs d'intensité lumineuse

Classées à I_F= 5mA. Tolérance : ±11%.

• P1 :45 mcd (Min) à 57 mcd (Max)
• P2 :57 mcd à 72 mcd
• Q1 :72 mcd à 90 mcd
• Q2 :90 mcd à 112 mcd

5.2 Plage de bacs de tension directe

Classées à I_F= 5mA. Tolérance : ±0,1V.

• 29 :2,7 V à 2,8 V
• 30 :2,8 V à 2,9 V
• 31 :2,9 V à 3,0 V
• 32 :3,0 V à 3,1 V
• 33 :3,1 V à 3,2 V

5.3 Classement par bacs des coordonnées chromatiques

Le point de couleur blanc est défini par les coordonnées chromatiques (CIE_x, CIE_y) sur le diagramme CIE 1931, avec une tolérance de ±0,01. Le produit est classé en groupes (A) et bacs (1-6), chacun définissant une zone quadrilatère sur le diagramme chromatique pour garantir la constance de la couleur. Les plages de coordonnées spécifiques pour les bacs 1 à 6 sont fournies dans la fiche technique, définissant la variation admissible du point blanc.

6. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques cruciales pour la conception de circuit et la gestion thermique.

• Courbe de déclassement du courant direct :Montre le courant direct continu maximal admissible en fonction de la température ambiante. Le courant doit être réduit lorsque la température augmente pour éviter la surchauffe.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Illustre comment le flux lumineux diminue lorsque la température de jonction augmente. Ceci est critique pour les applications fonctionnant sur une large plage de températures.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre la relation non linéaire entre le courant d'alimentation et le flux lumineux.
• Tension directe vs. Courant direct (Courbe I-V) :Essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant. La courbe montre la chute de tension typique aux bornes de la LED pour différents courants.
• Distribution spectrale :Représente la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche émise, montrant l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde.
• Diagramme de rayonnement :Un diagramme polaire représentant visuellement l'angle de vision de 120 degrés et la distribution spatiale de l'intensité lumineuse.

7. Informations mécaniques et de boîtier

La LED est fournie dans un boîtier CMS standard. Le dessin du boîtier montre les dimensions clés incluant la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des plots. Toutes les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Un gabarit de plots suggéré pour la conception de PCB est fourni à titre indicatif, mais il est conseillé aux concepteurs de le modifier en fonction de leur procédé de fabrication spécifique et de leurs exigences thermiques. Le dessin indique également clairement les bornes cathode (négative) et anode (positive) pour une orientation correcte lors de l'assemblage.

8. Recommandations de soudage et d'assemblage

8.1 Procédé de soudage

Le composant est compatible avec le soudage par refusion sans plomb. Un profil de température recommandé est fourni : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes, temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes, avec une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le taux de chauffage maximal doit être de 6°C/sec et le taux de refroidissement 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 le soudage.

8.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessicant. Avant ouverture, elles doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR. Après ouverture, la "durée de vie au sol" (durée pendant laquelle les composants peuvent être exposés aux conditions ambiantes de l'usine) est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées. Si l'indicateur de dessicant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

8.3 Protection du circuit

Critique :Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La tension directe a une plage (2,7-3,2V), et un petit changement de tension d'alimentation peut provoquer une variation importante, potentiellement destructrice, du courant direct s'il n'est pas correctement limité.

9. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée dont les dimensions sont spécifiées dans la fiche technique. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions des bobines sont également fournies pour les équipements de manutention automatisée. L'étiquette sur la bobine inclut les informations clés : Numéro de pièce client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité par conditionnement (QTY), Classe d'intensité lumineuse (CAT), Classe de chromaticité & longueur d'onde (HUE), Classe de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No).

10. Suggestions d'application

10.1 Applications typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, le rétroéclairage d'interrupteurs et pour fournir un rétroéclairage plat pour les panneaux LCD et les symboles.
• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Utilisation générale comme indicateur :Toute application nécessitant une petite lumière indicatrice blanche, brillante et à large angle.

10.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez toujours une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance en série. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (V_alim), de la tension directe maximale de la LED (V_Fmax) et du courant direct souhaité (I_F) : R = (V_alim - V_Fmax) / I_F. Utilisez la pire valeur de V_F pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre adéquate sur le PCB ou des vias thermiques sous les plots de la LED si elle fonctionne à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal, car la chaleur réduit le flux lumineux et la durée de vie.
• Protection ESD :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (150V HBM). Mettez en œuvre les précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.

11. Comparaison technique et avantages

Comparée aux anciennes LED traversantes, la LED CMS 16-213 offre des avantages significatifs : une empreinte beaucoup plus petite permettant la miniaturisation, une aptitude à l'assemblage automatisé réduisant les coûts de main-d'œuvre, et un angle de vision plus large (120°) pour une meilleure visibilité. Sa conformité Sans Halogène et RoHS la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes. Le système de classement détaillé fournit aux concepteurs des performances prévisibles, permettant une luminosité et une couleur constantes dans les produits fabriqués en série.

12. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est l'objectif des codes de bacs (P1, Q2, 29, 31, etc.) ?

R : Les codes de bacs assurent la cohérence électrique et optique. Les bacs d'intensité lumineuse (P1, Q1, etc.) garantissent une luminosité minimale. Les bacs de tension directe (29, 31, etc.) assurent une consommation d'énergie prévisible. Les bacs de chromaticité assurent une couleur blanche constante. Les concepteurs peuvent spécifier des bacs pour correspondre aux besoins de leur application.

Q : Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle absolument nécessaire ?

R : Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Leur caractéristique V-I est exponentielle. Une petite augmentation de tension au-delà de la V_F nominale provoque une très forte augmentation du courant, ce qui peut détruire instantanément la LED. La résistance (ou le pilote à courant constant) fournit un courant de fonctionnement stable et sûr.

Q : Puis-je utiliser cette LED en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, ce qui couvre la plupart des conditions extérieures. Cependant, le boîtier n'est pas spécifiquement conçu pour être étanche ou résistant aux UV. Pour une exposition directe en extérieur, une protection environnementale supplémentaire (vernis de protection, lentille) serait nécessaire.

Q : Que signifient "Sans plomb" et "Sans Halogène" pour ma conception ?

R : "Sans plomb" fait référence à l'absence de plomb dans la soudure et le placage, conformément aux réglementations environnementales. "Sans Halogène" signifie une teneur réduite en brome et en chlore, ce qui minimise l'émission de fumées toxiques si le dispositif est exposé à une chaleur extrême ou au feu, améliorant ainsi le profil de sécurité et environnemental.

13. Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le 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 (lumière). La composition spécifique des couches InGaN détermine la longueur d'onde primaire de la lumière émise. Pour créer de la lumière blanche, la puce émet typiquement de la lumière bleue, qui excite ensuite une couche de phosphore jaune (contenue dans l'encapsulation en résine diffusante jaune). La combinaison de la lumière bleue de la puce et de la lumière jaune du phosphore donne la perception de la lumière blanche par l'œil humain. La résine diffusante aide à diffuser la lumière, contribuant au large angle de vision de 120 degrés.

14. Tendances et contexte industriel

La LED 16-213 représente une catégorie de produit mature dans la tendance plus large de la miniaturisation et de l'efficacité électronique. Le passage des boîtiers traversants aux boîtiers CMS a été une tendance dominante pendant des décennies, motivée par le besoin de composants plus petits, plus légers et plus automatisables. Les développements actuels de l'industrie se concentrent sur une efficacité encore plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu de couleur (IRC) amélioré pour les LED blanches et une constance de couleur plus stricte. Il y a également une forte poussée vers une fiabilité accrue et des durées de vie opérationnelle plus longues, en particulier pour les applications automobiles et industrielles. De plus, l'accent mis sur les matériaux Sans Halogène et à faible dégazage s'aligne sur des normes environnementales et de sécurité mondiales plus strictes pour l'électronique grand public et professionnelle.