Fiche technique LED SMD Rouge Profond 17-21 - Format 1,6x0,8x0,6mm - Tension 1,75-2,35V - Puissance 60mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED Rouge Profond CMS dans le format compact 17-21. Ce composant est conçu pour l'assemblage électronique moderne, offrant une réduction significative de taille et de poids par rapport aux LED traditionnelles à broches. Ses principaux avantages incluent la possibilité de concevoir des cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée, et contribuent finalement à des équipements finaux plus compacts et légers.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

La LED est fournie sur une bande de 8mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement. Elle est qualifiée pour les procédés de refusion infrarouge (IR) et à vapeur. Le dispositif est monochrome, émettant une lumière rouge profond. Il est fabriqué avec des matériaux sans plomb et est conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment la directive européenne RoHS, les règlements REACH de l'UE, et les exigences sans halogènes (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à diverses applications d'indication et de rétroéclairage. Les usages courants incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et des commutateurs, les indicateurs d'état et le rétroéclairage des claviers dans les dispositifs de télécommunication comme les téléphones et les télécopieurs, le rétroéclairage plat pour les écrans LCD, et les applications d'indication générales nécessitant une source lumineuse rouge fiable et de petite taille.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les sections suivantes fournissent une analyse objective détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED basée sur les paramètres de la fiche technique. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Tension inverse (VR) :5V. Dépasser cette tension en sens inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (IF) :25 mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. Ce n'est pas pour une utilisation continue.
• Puissance dissipée (Pd) :60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :2000V. Ceci indique la sensibilité du dispositif à l'électricité statique ; les procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est spécifié pour fonctionner.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +90°C. La plage de température pour stocker le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Température de soudage (Tsol) :Pour le soudage par refusion, une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique de la LED dans des conditions de fonctionnement normales (IF=20mA, Ta=25°C).

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 36,00 mcd à un maximum de 90,00 mcd. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que la performance est gérée via un système de classement (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle de vision total typique à mi-intensité est de 140 degrés, offrant un diagramme d'émission large.
• Longueur d'onde de pic (λp) :La longueur d'onde typique à laquelle la puissance optique de sortie est maximale est de 639 nanomètres (nm), la plaçant dans la région du rouge profond du spectre.
• Longueur d'onde dominante (λd) :La longueur d'onde de couleur perçue varie de 625,5 nm à 637,5 nm. Ceci est également géré par classement.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :La largeur à mi-hauteur (FWHM) typique du spectre d'émission est de 20 nm.
• Tension directe (VF) :Varie de 1,75V à 2,35V à 20mA. Ce paramètre est classé.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée. La fiche technique note explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce paramètre de test est uniquement pour l'assurance qualité.

Notes importantes :La fiche technique spécifie les tolérances de fabrication : Intensité lumineuse (±11%), Longueur d'onde dominante (±1nm), et Tension directe (±0,1V). Celles-ci s'appliquent aux valeurs classées.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées (classées) en fonction de paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur pour leur application.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre classes (N2, P1, P2, Q1) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à IF=20mA. Par exemple, une LED de classe Q1 aura une intensité comprise entre 72,00 et 90,00 mcd.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur perçue (teinte) est contrôlée via trois classes de longueur d'onde (E6, E7, E8). Une LED de classe E6 a une longueur d'onde dominante entre 625,50 nm et 629,50 nm, résultant en une nuance de rouge légèrement différente par rapport à une classe E8 (633,50 nm à 637,50 nm).

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est classée en trois groupes (0, 1, 2). Ceci est crucial pour concevoir les circuits de limitation de courant, surtout lors de l'alimentation de plusieurs LED en série, afin d'assurer une distribution de courant uniforme. Une LED de classe 0 a une VF entre 1,75V et 1,95V, tandis qu'une LED de classe 2 est entre 2,15V et 2,35V.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait PDF fourni indique une section pour "Courbes typiques des caractéristiques électro-optiques", les graphiques spécifiques (par ex., courbe IV, intensité relative vs. courant, intensité relative vs. température, distribution spectrale) ne sont pas inclus dans le contenu textuel. Dans une fiche technique complète, ces courbes sont essentielles pour la conception. Elles montrent typiquement :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV) :Montre la relation non linéaire, aidant à déterminer la résistance dynamique et la tension d'alimentation nécessaire pour un courant donné.
• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, montrant souvent des effets de saturation à des courants plus élevés.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, ce qui est critique pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale normalisée :Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant visuellement la longueur d'onde de pic (639nm) et la largeur de bande spectrale (20nm).

Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète avec les graphiques pour modéliser avec précision le comportement de la LED dans des conditions non standard (courants ou températures différents).

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED utilise l'empreinte standard du boîtier CMS 17-21. Les dimensions clés (en millimètres) sont critiques pour la conception du motif de pastilles sur le PCB. Le boîtier a une cathode marquée pour l'identification de la polarité. Un motif de pastilles typique aurait deux plots correspondant aux bornes anode et cathode, avec la taille et l'espacement recommandés des pastilles de soudure pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Les dimensions exactes doivent être prises du dessin "Dimensions du boîtier" dans la fiche technique.

5.2 Sensibilité à l'humidité et conditionnement

Le dispositif est conditionné dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant pour empêcher l'absorption de l'humidité atmosphérique, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" (fissuration du boîtier) pendant le processus de soudage par refusion à haute température. L'étiquette sur le sac contient des informations cruciales pour la traçabilité et l'application : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité d'emballage (QTY), et les codes de classe spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE), et la Tension directe (REF).

5.3 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée enroulée sur une bobine de 7 pouces. Les dimensions de la bande (taille des alvéoles, pas) et de la bobine (diamètre du moyeu, diamètre de la bride) sont standardisées pour être compatibles avec les équipements d'assemblage automatisés. La quantité chargée est spécifiée à 3000 pièces par bobine.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le respect de ces recommandations est critique pour le rendement d'assemblage et la fiabilité à long terme.

6.1 Stockage et manipulation

• Ne pas ouvrir le sac étanche à l'humidité avant d'être prêt à l'emploi.
• Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative (HR).
• La "durée de vie au sol" après ouverture du sac est de 168 heures (7 jours). Les pièces non utilisées après cette période doivent être reséchées (60±5°C pendant 24 heures) et reconditionnées avec un dessiccant frais avant utilisation.
• Toujours suivre les procédures de manipulation sûre contre les décharges électrostatiques (ESD).

6.2 Profil de refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60-150 secondes.
• Température de pic :Maximum de 260°C.
• Temps à ±5°C du pic :Maximum de 10 secondes.
• Taux de montée maximal :6°C/seconde.
• Temps au-dessus de 255°C :Maximum de 30 secondes.
• Taux de refroidissement maximal :3°C/seconde.

Règle critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur la même LED.

6.3 Soudage manuel et retouche

Si le soudage manuel est inévitable, utiliser un fer à souder avec une température de pointe ≤350°C et appliquer la chaleur sur chaque borne pendant ≤3 secondes. Utiliser un fer de faible puissance (≤25W) et laisser un intervalle de refroidissement de ≥2 secondes entre les bornes. La fiche technique déconseille fortement la retouche après que la LED est soudée. Si absolument nécessaire, un fer à souder à double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes pendant le retrait afin d'éviter les contraintes mécaniques, et l'effet sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. La fiche technique avertit explicitement qu'une résistance de limitation de courant en sériedoitêtre utilisée. La tension directe a un coefficient de température négatif et une petite variation peut provoquer un grand changement de courant dû à la caractéristique exponentielle IV de la diode, pouvant conduire à un emballement thermique et à une défaillance.

7.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la limite de dissipation de puissance de 60mW doit être respectée. Fonctionner à des températures ambiantes élevées ou à des courants élevés réduira la sortie lumineuse et la durée de vie. Assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou utiliser des vias thermiques si l'on fonctionne près des valeurs maximales.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 140° fournit un diagramme lumineux large et diffus, adapté à l'éclairage de zone ou aux indicateurs qui doivent être visibles sous différents angles. Pour une lumière plus focalisée, des lentilles ou réflecteurs externes seraient nécessaires.

8. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de cette LED Rouge Profond 17-21 est sa combinaison d'un matériau semi-conducteur spécifique (AIGaInP) et d'un boîtier CMS très compact.

• vs. Anciennes LED traversantes :Offre des économies d'espace massives, une réduction de poids, et une compatibilité avec l'assemblage automatisé à grande vitesse, conduisant à un coût de fabrication global plus bas.
• vs. Autres LED CMS rouges :L'utilisation de la technologie AIGaInP offre typiquement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité des performances en fonction de la température par rapport à certains autres systèmes de matériaux pour l'émission rouge. La couleur rouge profond spécifique à 639nm de pic peut être choisie pour sa distinction visuelle ou son efficacité dans certaines applications de capteurs.
• vs. Boîtiers CMS plus grands (ex. : 3528, 5050) :Le boîtier 17-21 est nettement plus petit, permettant des conceptions ultra-miniaturisées mais généralement avec une sortie lumineuse totale plus faible en raison de sa plus petite taille de puce et de ses limites thermiques.

8.1 Principe de fonctionnement

La lumière est produite par un processus appelé électroluminescence au sein de la puce semi-conductrice AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la jonction semi-conductrice. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AIGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise—dans ce cas, le rouge profond à environ 639 nm.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. La valeur de résistance requise est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée. En utilisant la VF maximale (2,35V) pour une conception prudente avec une alimentation 3,3V et un courant cible de 20mA : R = (3,3 - 2,35) / 0,02 = 47,5Ω. Une résistance standard de 47Ω ou 51Ω serait appropriée.

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle donnée sous forme de plage avec des classes ?

R : En raison des variations inhérentes au processus de fabrication des semi-conducteurs, les LED individuelles ont des performances légèrement différentes. Le classement les trie en groupes avec des valeurs minimales et maximales garanties, permettant aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leurs besoins en coût et performance.

Q : Que se passe-t-il si je dépasse la durée de vie au sol de 7 jours après ouverture du sac ?

R : L'humidité absorbée peut se transformer en vapeur pendant la refusion, pouvant provoquer un délaminage interne ou une fissuration. Les pièces doivent être reconditionnées par séchage à 60°C pendant 24 heures avant utilisation.

Q : Cette LED est-elle adaptée à l'éclairage des tableaux de bord automobiles ?

R : Bien que le "rétroéclairage de tableau de bord" soit listé comme une application, la fiche technique inclut une section "Restrictions d'application". Elle met en garde que les applications à haute fiabilité comme les systèmes de sécurité automobile peuvent nécessiter un produit différent, plus rigoureusement qualifié. Pour l'éclairage non critique des tableaux de bord, elle peut convenir, mais pour les indicateurs critiques pour la sécurité, un produit spécifiquement qualifié selon les normes automobiles (par ex., AEC-Q102) doit être recherché.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs de statut compact.Un concepteur a besoin de plusieurs LED de statut rouge profond sur une carte de contrôle densément peuplée. Il sélectionne cette LED 17-21 pour sa petite taille. Il spécifie la classe de luminosité Q1 et la classe de longueur d'onde E7 pour assurer une couleur vive et uniforme sur tous les indicateurs. Sur le layout du PCB, il utilise le motif de pastilles recommandé de la fiche technique. Il conçoit le circuit d'alimentation en utilisant un régulateur 3,3V, une résistance de limitation de courant de 51Ω pour chaque LED (résultant en ~18-20mA), et place de petites pastilles de décharge thermique. Pendant l'assemblage, il s'assure que la bobine scellée d'usine est utilisée dans la durée de vie au sol et suit le profil de refusion spécifié. Cela aboutit à un système d'indicateur fiable et compact.

11. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED, y compris pour les indicateurs, va vers plusieurs domaines clés :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumière (lumens) par unité de puissance électrique d'entrée (watts), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (par ex., de 17-21 à des empreintes encore plus petites comme 10-05) pour permettre des dispositifs électroniques toujours plus petits.
• Fiabilité et robustesse accrues :Les améliorations des matériaux de boîtier et des technologies de collage de puce améliorent la durée de vie et la résistance aux cycles thermiques et à l'humidité.
• Intégration :Il y a une tendance à intégrer plusieurs LED (par ex., RVB), des circuits de commande, et même des composants passifs dans des modules uniques et plus intelligents.
• Standardisation et conformité :Des réglementations environnementales plus strictes et plus répandues (RoHS, REACH, sans halogènes) continuent de conduire des changements de matériaux dans toute l'industrie.