Fiche technique LED CMS 19-219/T3D-AQ2R2TY/3T - Dimensions 1,6x0,8x0,77mm - Tension 2,6-3,0V - Puissance 95mW - Blanc pur - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-219/T3D-AQ2R2TY/3T est une LED CMS (composant monté en surface) compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage indicateur et un rétroéclairage fiables. Cette LED monochrome émet une lumière blanche pure, obtenue grâce à une puce InGaN encapsulée dans une résine diffusante jaune. Ses principaux avantages incluent un encombrement considérablement réduit par rapport aux LED à broches traditionnelles, permettant une densité de montage plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), des besoins de stockage réduits et contribuant finalement à la miniaturisation des équipements finaux. Le composant est également sans plomb et conforme aux directives RoHS, le rendant adapté aux conceptions soucieuses de l'environnement.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Boîtier miniaturisé :Le format compact (1,6 mm x 0,8 mm) permet des implantations de cartes denses et des produits finaux plus petits.
• Compatibilité avec l'automatisation :Fourni sur bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces, il est entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatiques standard de type pick-and-place.
• Soudure robuste :Compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur, garantissant une fabrication fiable.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb et reste conforme à la réglementation RoHS.
• Léger :Idéal pour les applications portables et miniatures où le poids est un facteur critique.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans plusieurs domaines clés :

• Télécommunications :Utilisée comme indicateurs d'état et pour le rétroéclairage des touches et affichages dans les téléphones et télécopieurs.
• Rétroéclairage d'affichage :Adaptée pour le rétroéclairage plat des panneaux LCD, ainsi que pour le rétroéclairage des interrupteurs et symboles.
• Indication à usage général :Peut être utilisée dans une large gamme d'appareils électroniques grand public, de commandes industrielles et d'habitacles automobiles où une source de lumière blanche compacte est nécessaire.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse détaillée des valeurs maximales absolues et des paramètres opérationnels clés de la LED. Le respect de ces limites est crucial pour garantir la fiabilité à long terme et éviter la défaillance du composant.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25 mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement en continu.
• Courant direct de crête (I_FP):100 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz). Cela permet de brèves impulsions de courant plus élevé, utiles pour le multiplexage ou le fonctionnement pulsé.
• Puissance dissipée (P_d):95 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Décharge électrostatique (ESD) :150 V (modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40 °C à +85 °C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg):-40 °C à +90 °C.
• Température de soudure :Refusion : 260 °C max pendant 10 secondes. Soudure manuelle : 350 °C max pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_a) de 25 °C. Les concepteurs doivent utiliser les valeurs typiques (Typ.) pour les calculs initiaux, mais concevoir pour accommoder les plages min/max.

• Intensité lumineuse (I_v):90,0 - 180 mcd (minimum à maximum, classé). Mesurée à un courant direct (I_F) de 5 mA. La large plage est gérée via un système de classement détaillé plus loin.
• Angle de vision (2θ_1/2):130 degrés (typique). Cet angle de vision large le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage large ou une visibilité sous plusieurs angles.
• Tension directe (V_F):2,6 V - 3,0 V (à I_F=5 mA). Ce paramètre est également classé. Une résistance de limitation de courant doit être utilisée en série avec la LED pour fixer le courant de fonctionnement en fonction de la tension d'alimentation et de la V_F range.
• Courant inverse (I_R):50 µA maximum (à V_R=5 V). Cela indique le niveau de courant de fuite lorsque le composant est polarisé en inverse.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité de la luminosité et de la couleur en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de leurs performances mesurées. La LED 19-219 utilise trois critères de classement distincts.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en classes (Q1, R1, R2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 5 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner un grade de luminosité adapté à leur application, garantissant un aspect uniforme dans les conceptions à plusieurs LED.

• Classe Q1 :90,0 - 112 mcd
• Classe R1 :112 - 140 mcd
• Classe R2 :140 - 180 mcd

3.2 Classement par tension directe

Les LED sont également classées par leur chute de tension directe (V_F) à 5 mA. L'utilisation de LED de la même classe V_Fpeut aider à obtenir un partage de courant plus uniforme lorsque les LED sont connectées en parallèle.

• Classe 28 :2,6 V - 2,7 V
• Classe 29 :2,7 V - 2,8 V
• Classe 30 :2,8 V - 2,9 V
• Classe 31 :2,9 V - 3,0 V

3.3 Classement par coordonnées chromatiques

Pour les LED blanches, l'uniformité de couleur est critique. Les produits sont classés en six catégories (1-6) en fonction de leurs coordonnées chromatiques CIE 1931 (x, y), mesurées à I_F=5 mA. Chaque classe définit une zone quadrilatère sur le diagramme CIE. La spécification exige une tolérance de ±0,01 sur les coordonnées. Sélectionner des LED de la même classe chromatique est essentiel pour les applications où l'homogénéité de couleur est importante.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement de la LED dans différentes conditions. Comprendre ces courbes est essentiel pour une conception de circuit optimale.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation non linéaire entre le courant et la tension. La tension directe augmente avec le courant. La courbe est essentielle pour sélectionner la valeur appropriée de la résistance de limitation de courant. Un petit changement de tension peut entraîner un grand changement de courant, soulignant la nécessité d'une régulation du courant.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique démontre que la sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

La sortie lumineuse de la LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe quantifie cette dégradation. Pour les environnements à haute température ou les fonctionnements à haute puissance, la gestion thermique doit être prise en compte pour maintenir la luminosité.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal doit être réduit pour éviter de dépasser la limite de dissipation de puissance du composant et garantir sa fiabilité.

4.5 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale montre l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde pour cette LED blanche. Elle présente typiquement un pic bleu provenant de la puce InGaN et une émission jaune plus large provenant du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche.

4.6 Diagramme de rayonnement

Ce tracé polaire représente visuellement la distribution spatiale de la lumière (diagramme d'angle de vision), confirmant l'angle de vision typique de 130 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement compact de 1,6 mm (longueur) x 0,8 mm (largeur) avec une hauteur typique de 0,77 mm. Les dimensions critiques incluent l'espacement et la taille des pastilles. Un schéma de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer une soudure fiable et un bon alignement pendant la refusion. La cathode est identifiée par un marquage spécifique sur la pastille ou un coin chanfreiné sur la vue de dessous du boîtier.

5.2 Identification de la polarité

La polarité correcte est vitale. La pastille de la cathode est clairement marquée sur le dessin du boîtier. Sur la bande porteuse, l'orientation de la polarité est également indiquée pour guider les équipements d'assemblage automatique.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Pour la soudure sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi :

• 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 3 °C/sec jusqu'à 255 °C, et 6 °C/sec maximum global.

La soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois sur la même LED.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, une extrême prudence est requise. Utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350 °C, en appliquant la chaleur sur chaque borne pendant pas plus de 3 secondes. La puissance du fer à souder doit être de 25 W ou moins. Laissez un intervalle d'au moins 2 secondes entre la soudure de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stockez à ≤30 °C et ≤90 % d'humidité relative (HR).
• Après ouverture (durée de vie en atelier) :1 an à ≤30 °C et ≤60 % HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées.
• Séchage (baking) :Si l'indicateur du dessiccant change ou si le temps de stockage est dépassé, séchez à 60±5 °C pendant 24 heures avant utilisation dans un processus de refusion.

6.4 Précautions critiques

• Limitation du courant :Une résistance série externe est obligatoire. Sans elle, de légères fluctuations de la tension d'alimentation peuvent provoquer des surintensités importantes et destructrices.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une contrainte sur le corps de la LED pendant la soudure ou dans l'application finale. Ne déformez pas le PCB après l'assemblage.
• Réparation :La réparation après soudure est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder spécialisé à deux têtes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi les contraintes mécaniques dues à la différence de dilatation thermique.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications des bobines et bandes

Les composants sont fournis sur bande porteuse de 8 mm de large enroulée sur une bobine standard de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande porteuse sont fournies pour la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes :

• P/N :Numéro de produit (ex. : 19-219/T3D-AQ2R2TY/3T).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q1, R1, R2).
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (ex. : 1-6).
• REF :Classe de tension directe (ex. : 28-31).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.

Ces codes permettent une identification et une traçabilité précises des caractéristiques de performance du produit.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit

L'aspect le plus critique pour piloter cette LED est la régulation du courant. Une simple résistance série est suffisante pour de nombreuses applications. La valeur de la résistance (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alim- V_F) / I_F. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la plage de classe pour garantir que le courant ne dépasse pas le I_Fsouhaité lorsque la V_alimest à son maximum. Pour une stabilité sur la température ou avec une tension d'alimentation variable, envisagez d'utiliser un pilote à courant constant.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, dans des ambiances à haute température ou des espaces clos, la température de jonction peut augmenter, réduisant la sortie lumineuse et la durée de vie. Assurez une ventilation adéquate ou un dégagement thermique dans la conception du PCB, surtout si plusieurs LED sont utilisées proches les unes des autres.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés fournit un éclairage large et diffus. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires. La résine diffusante jaune aide à obtenir un aspect lumineux uniforme.

9. Comparaison et positionnement technique

La LED 19-219 s'inscrit dans la catégorie des LED CMS ultra-miniatures. Son principal différentiel est son empreinte très petite de 1,6 mm x 0,8 mm, plus petite que les boîtiers courants comme le 0603 (1,6 mm x 0,8 mm est similaire en surface mais souvent dans un format différent) ou le 0805. Cela la rend idéale pour les applications à espace limité où chaque millimètre carré compte. Comparée aux LED PLCC ou à travers-trou plus grandes, elle offre une densité de montage bien supérieure et est essentielle pour l'assemblage automatique moderne. La couleur blanche pure, obtenue par une puce bleue et un phosphore jaune, offre un point blanc neutre à froid adapté aux utilisations d'indicateur et de rétroéclairage.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

Les LED sont des diodes avec une courbe I-V très raide dans la région directe. Une petite augmentation de tension au-delà de la V_Fnominale provoque une augmentation disproportionnellement grande du courant, ce qui peut détruire instantanément le composant par surchauffe. La résistance fournit une chute de tension linéaire et prévisible qui stabilise le courant.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5 V ?

Oui, mais vous devez utiliser une résistance série. Par exemple, pour obtenir I_F=20 mA avec une V_Fde 3,0 V (max), la valeur de la résistance serait R = (5 V - 3,0 V) / 0,020 A = 100 Ohms. La puissance dissipée dans la résistance serait P = I²R = (0,02^2)*100 = 0,04 W, donc une résistance standard de 1/8 W ou 1/10 W est suffisante.

10.3 Que signifient les codes de classe pour ma conception ?

Si votre conception utilise plusieurs LED et nécessite une luminosité uniforme, vous devez spécifier des LED de la même classe d'intensité lumineuse (CAT) et de la même classe chromatique (HUE). Si vous pilotez des LED en parallèle, utiliser la même classe de tension directe (REF) peut aider à obtenir un partage de courant plus équilibré, bien que des résistances individuelles par LED restent la méthode la plus fiable.

10.4 Quelle est la sensibilité de cette LED aux décharges électrostatiques (ESD) ?

Avec une cote ESD de 150 V (HBM), elle a une sensibilité modérée. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation : utilisez des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des contenants conducteurs. Le conditionnement automatique en bande et bobine aide à minimiser la manipulation humaine.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

11.1 Étude de cas : Panneau d'indicateurs d'état à LED multiples

Imaginez concevoir un panneau de commande compact avec 12 indicateurs d'état blancs. L'utilisation de la LED 19-219 permet de les placer avec un pas très serré. Pour garantir un aspect uniforme, le concepteur spécifie que toutes les LED proviennent de la Classe R1 (112-140 mcd) et de la Classe chromatique 3. Chaque LED est pilotée par une ligne 5 V via une résistance série de 150 ohms, fixant le courant à environ 13 mA (en supposant V_F~ 3,0 V), ce qui est bien dans la limite de 25 mA et fournit une luminosité ample tout en maximisant la longévité. Le layout du PCB inclut la géométrie de pastille recommandée et fournit de petites liaisons de dégagement thermique vers les pastilles pour faciliter la soudure tout en maintenant un bon chemin thermique.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED blanche est basée sur un principe semi-conducteur appelé électroluminescence. Le cœur est une puce de nitrure de gallium-indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant direct est appliqué à travers sa jonction p-n. Cette lumière bleue frappe ensuite une couche de phosphore jaune (particules céramiques) intégrée dans la résine époxy d'encapsulation. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. Les rapports spécifiques de l'émission de la puce et de l'efficacité de conversion du phosphore déterminent la température de couleur exacte (chaude, neutre, froide) et les coordonnées chromatiques de la lumière blanche produite.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue fortement vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et une meilleure uniformité de couleur. Les boîtiers comme le 19-219 représentent l'effort continu pour réduire la taille tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques. De plus, il y a une poussée continue pour une fiabilité accrue dans des plages de températures plus larges et des conditions environnementales plus sévères pour répondre aux normes automobiles et industrielles. Le passage à des matériaux sans plomb et conformes RoHS est désormais la norme. Les évolutions futures pourraient inclure des facteurs de forme encore plus petits, des circuits de pilotage intégrés dans le boîtier, et des LED à température de couleur réglable pour les applications d'éclairage intelligent, bien que pour les rôles d'indicateur simples, la technologie de base d'une puce bleue + phosphore reste dominante en raison de son rapport coût-efficacité et de sa fiabilité.