Fiche technique LED CMS 19-213/GHC-XS1T1N/3T - Vert Brillant - Angle de vision 120° - Résine transparente - 2,7-3,7V - 25mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le 19-213/GHC-XS1T1N/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Il représente une avancée significative par rapport aux LED traditionnelles à broches, offrant des bénéfices substantiels en termes d'utilisation de l'espace sur carte, d'efficacité d'assemblage et de miniaturisation du produit final.

1.1 Avantages principaux et positionnement

L'avantage principal de cette LED réside dans son empreinte miniature, qui permet directement des conceptions de circuits imprimés (PCB) plus petits, une densité de composants plus élevée et des besoins réduits en espace de stockage. Sa construction légère en fait un choix idéal pour les applications où le poids est un facteur critique. Elle est positionnée comme une solution fiable et polyvalente pour l'indication et le rétroéclairage, adaptée à la fabrication automatisée en grande série.

1.2 Marché cible et applications

Ce composant cible un large éventail d'industries nécessitant un éclairage compact et efficace. Les principaux domaines d'application incluent :

• Intérieur automobile :Rétroéclairage des instruments de tableau de bord, des interrupteurs et des panneaux de contrôle.
• Télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et autres appareils de communication.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour écrans à cristaux liquides (LCD), éclairage d'interrupteurs et indicateurs symboliques.
• Usage général :Toute application nécessitant un petit indicateur lumineux vert et brillant.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED telles que définies dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture immédiate de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (I_FP) :100mA (à un cycle de service de 1/10, 1kHz). Adapté au fonctionnement en impulsions, mais pas en continu.
• Puissance dissipée (P_d) :95mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) :150V (Modèle du corps humain). Indique une sensibilité modérée ; des précautions standard de manipulation contre l'ESD sont nécessaires.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). Adapté aux applications industrielles et à plage de températures étendue.
• Température de soudage :Refusion : 260°C max pendant 10 secondes. Soudage manuel : 350°C max pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (T_a=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (I_v) :180-360 mcd (à I_F=20mA). Ceci définit la luminosité perçue. La large plage indique qu'un système de classement (binning) est utilisé (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). Cet angle large fournit un motif d'éclairage étendu et uniforme, adapté au rétroéclairage et aux indicateurs visibles sous divers angles.
• Longueur d'onde de pic (λ_p) :518 nm (typique). Le pic spectral de la lumière émise, dans la région du vert brillant.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :515-530 nm. Définit la teinte de couleur perçue. Cette plage est également soumise au classement.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :35 nm (typique). La largeur du spectre émis à la moitié de l'intensité de pic.
• Tension directe (V_F) :2,70-3,70 V (à I_F=20mA). Important pour la conception du circuit de pilotage et le calcul de la consommation. Ce paramètre est classé.
• Courant inverse (I_R) :< 50 µA (à V_R=5V). Une spécification de courant de fuite faible.

Note critique :La fiche technique indique explicitement que le composantn'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. La tension inverse nominale est uniquement pour les tests de courant de fuite.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence en production de masse, les LED sont triées (classées) en fonction de paramètres clés. Le 19-213 utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

Classes : S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd). Les concepteurs doivent sélectionner la classe appropriée pour répondre à la luminosité requise dans leur application, en tenant compte d'une tolérance de ±11% au sein de chaque classe.

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante

Classes : W (515-520 nm), X (520-525 nm), Y (525-530 nm). Ceci assure la cohérence de couleur entre plusieurs LED dans un réseau. La tolérance au sein d'une classe est de ±1 nm.

3.3 Classement de la tension directe

Classes : 10 (2,70-2,90V), 11 (2,90-3,10V), 12 (3,10-3,30V), 13 (3,30-3,50V), 14 (3,50-3,70V). Sélectionner des LED de la même classe V_Faide à obtenir un partage de courant uniforme lorsqu'elles sont connectées en parallèle et des besoins prévisibles en alimentation. La tolérance au sein d'une classe est de ±0,1V.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions.

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

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. Pour une LED typique, une petite augmentation de tension au-delà du seuil de conduction provoque une forte augmentation du courant. Cela souligne la nécessité d'utiliser une résistance limitant le courant ou un pilote à courant constant pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

La lumière émise diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe est cruciale pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température (par exemple, à l'intérieur des tableaux de bord automobiles). Les concepteurs doivent déclasser la luminosité attendue en fonction de la température de fonctionnement.

4.3 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

La lumière émise est généralement proportionnelle au courant direct, mais la relation n'est pas parfaitement linéaire, surtout à des courants élevés. L'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison d'effets thermiques accrus.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal sûr diminue pour éviter de dépasser la limite de température de jonction et garantir la fiabilité à long terme.

4.5 Distribution spectrale

La courbe montre un pic unique centré autour de 518 nm, confirmant la sortie monochromatique verte. La largeur de bande de 35 nm indique une couleur verte relativement pure.

4.6 Diagramme de rayonnement

Illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés avec un motif d'émission typiquement lambertien ou quasi-lambertien.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique inclut un dessin dimensionnel détaillé. Les caractéristiques clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur totales, la disposition des pastilles de soudure et l'indicateur de polarité (généralement une encoche ou une marque de cathode). Toutes les dimensions ont une tolérance standard de ±0,1mm sauf indication contraire. Le respect précis de la disposition recommandée des pastilles est essentiel pour un soudage fiable et un bon alignement pendant la refusion.

5.2 Identification de la polarité

Une connexion de polarité correcte est obligatoire. Le boîtier inclut un marqueur visuel (par exemple, un point vert, un coin coupé ou une marque de cathode) pour identifier la borne cathode. Connecter la LED en polarisation inverse peut l'endommager.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont critiques pour le rendement et la fiabilité.

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb (Pb-free) est spécifié :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :>217°C pendant 60-150 secondes.
• Température de pic :260°C maximum, maintenue pendant 10 secondes maximum.
• Vitesses de rampe :Chauffage : 3°C/sec max. Refroidissement : 6°C/sec max.

Important :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.2 Instructions pour soudage manuel

Si le soudage manuel est inévitable :

• Utilisez un fer à souder avec une température de panne < 350°C.
• Limitez le temps de soudage à 3 secondes par borne.Utilisez un fer d'une puissance < 25W.Laissez un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.La fiche technique avertit que des dommages surviennent souvent lors du soudage manuel.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Ce composant est sensible à l'humidité.

• Avant utilisation :Ne pas ouvrir le sac barrière anti-humidité avant d'être prêt à l'emploi.
• Après ouverture :Utiliser dans les 168 heures (7 jours). Stocker les pièces non utilisées à ≤30°C et ≤60% HR.
• Rebaking (Séchage) :Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessicant indique de l'humidité, sécher à 60±5°C pendant 24 heures.

6.4 Précautions critiques

• Protection contre les surintensités :Une résistance limitant le courant externe estobligatoire. Un petit changement de tension peut provoquer un grand changement de courant, entraînant une défaillance immédiate.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une contrainte sur le corps de la LED pendant le soudage ou dans l'application finale. Ne pas déformer le PCB après l'assemblage.
• Réparation :Non recommandée. Si absolument nécessaire, utilisez un fer à souder à deux pointes pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes thermiques. Vérifier la fonctionnalité du composant après réparation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Conditionnement standard

Le composant est fourni en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, compatible avec l'équipement automatisé standard de prélèvement et de placement. Chaque bobine contient 3000 pièces.

7.2 Conditionnement résistant à l'humidité

Pour une durée de conservation prolongée, les bobines sont conditionnées dans des sacs en aluminium étanches à l'humidité avec dessicant et cartes indicateurs d'humidité.

7.3 Explication de l'étiquette

Les étiquettes de bobine contiennent des informations clés :

• CPN : Numéro de pièce du client.
• P/N : Numéro de pièce du fabricant (ex. : 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
• QTY : Quantité sur la bobine.
• CAT : Code de classe d'intensité lumineuse (ex. : S1, T1).
• HUE : Code de classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (ex. : W, X, Y).
• REF : Code de classe de tension directe (ex. : 10, 11, 12).
• LOT No. : Numéro de lot pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de pilotage

Pilotez toujours cette LED avec un courant constant ou utilisez une résistance série calculée sur la base de la pire tension directe (classe V_Fmax) et de la tension d'alimentation pour garantir que le courant ne dépasse jamais 25mA continu. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une V_Fde 3,7V, une résistance série d'au moins (5V - 3,7V) / 0,025A = 52 Ohms est requise. Utilisez une valeur plus élevée pour une marge de sécurité.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, une gestion thermique efficace sur le PCB est importante pour la longévité et le maintien de la luminosité. Utilisez une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles thermiques (le cas échéant) ou aux pistes anode/cathode pour dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement près du courant maximum ou à des températures ambiantes élevées.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés et la résine transparente rendent cette LED adaptée aux indicateurs à grand angle. Pour une lumière focalisée ou des motifs de faisceau spécifiques, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) seront nécessaires. La résine transparente fournit le rendement lumineux le plus élevé mais peut provoquer un "point chaud" visible ; des alternatives en résine diffusante (pas ce modèle) sont meilleures pour un éclairage uniforme.

9. Conformité et spécifications environnementales

Ce produit respecte plusieurs normes internationales clés, simplifiant son utilisation sur les marchés mondiaux :

• Conforme RoHS :Exempt de substances dangereuses restreintes comme le plomb, le mercure et le cadmium.
• Conforme REACH UE :Conforme au règlement sur l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et les restrictions des substances chimiques.
• Sans halogène :Respecte des limites strictes : Brome (Br) < 900 ppm, Chlore (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm. Ceci est important pour réduire les émissions toxiques en cas d'incendie.
• Sans plomb :La finition de soudure et les matériaux sont sans plomb.

10. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux anciennes technologies de LED traversantes, cette LED CMS offre :

• Réduction de taille :Considérablement plus petite, permettant la miniaturisation.
• Efficacité de fabrication :Compatible avec les lignes d'assemblage SMT entièrement automatisées, réduisant les coûts de main-d'œuvre et augmentant la vitesse et la précision de placement.
• Performance :Offre généralement un meilleur chemin thermique vers le PCB que de nombreuses conceptions traversantes, améliorant potentiellement la longévité à courants élevés.

Comparée à d'autres LED CMS vertes, sa combinaison spécifique d'angle de vision de 120°, de lentille transparente et de sa structure de classement définie pour l'intensité, la longueur d'onde et la tension sont ses principaux facteurs de différenciation pour les concepteurs nécessitant une performance prévisible.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V ?R : Non. Vous devez utiliser une résistance série limitant le courant. La tension directe est d'environ 3V, et une broche GPIO ne peut pas fournir/absorber en toute sécurité 20mA tout en contrôlant la chute de tension. Utilisez un transistor ou un pilote LED dédié.

Q : Pourquoi la plage d'intensité lumineuse est-elle si large (180-360 mcd) ?R : C'est la plage de production totale. Les composants sont triés en classes spécifiques (S1, S2, T1). Vous devez spécifier la classe requise lors de la commande pour garantir la cohérence de luminosité.

Q : La fiche technique dit "ne pas ouvrir le sac avant utilisation". Que se passe-t-il si je le fais ?R : L'humidité peut être absorbée dans le boîtier plastique. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se dilater rapidement ("effet pop-corn"), provoquant un délaminage interne et des fissures, entraînant une défaillance immédiate ou latente.

Q : Puis-je l'utiliser pour des applications extérieures ?R : La plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) supporte de nombreux environnements extérieurs. Cependant, une exposition à long terme aux UV et aux intempéries peut dégrader la résine. Pour une utilisation extérieure sévère, des LED avec des encapsulants spécifiquement formulés et résistants aux UV sont recommandées.

12. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un contrôleur industriel. Exigence :Plusieurs LED vertes pour indiquer "système prêt", "communication active", etc. Une luminosité et une couleur uniformes sont critiques pour la perception de l'utilisateur.

Étapes de conception :

1. Sélection du classement :Pour garantir l'uniformité, spécifiez une seule classe étroite pour toutes les LED : par exemple, Classe d'intensité lumineuse T1 (285-360 mcd), Classe de longueur d'onde dominante X (520-525 nm) et Classe de tension directe 12 (3,10-3,30V). Cela garantit que toutes les LED se comporteront de manière très similaire.
2. Conception du circuit :Utilisez un circuit intégré pilote LED à courant constant capable de piloter plusieurs canaux. Cela fournit un courant identique à chaque LED indépendamment des petites variations de V_F, assurant un appariement parfait de la luminosité. Alternativement, si vous utilisez une résistance par LED, calculez la valeur de la résistance sur la base de la V_Fla plus élevée dans la classe (3,30V) pour garantir qu'aucune LED n'est suralimentée.
3. Implantation PCB :Placez les LED avec une orientation cohérente. Incluez une large zone de cuivre connectée aux pastilles de cathode pour aider à la dissipation thermique, car le panneau peut être allumé en continu.
4. Assemblage :Suivez précisément le profil de refusion spécifié. Gardez les bobines scellées jusqu'au moment où elles sont chargées dans le chargeur de la machine de placement pour respecter les exigences du niveau de sensibilité à l'humidité (MSL).

Cette approche aboutit à un panneau d'apparence professionnelle avec des indicateurs lumineux cohérents et fiables.

13. Introduction au 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 conduction de la diode (la V_F) 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 du matériau InGaN détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise ; dans ce cas, réglée pour produire une lumière verte brillante avec un pic à 518 nm. L'encapsulant en résine époxy transparente protège la puce semi-conductrice délicate, assure la stabilité mécanique et agit comme une lentille primaire, façonnant le motif initial de sortie lumineuse.

14. Tendances technologiques et contexte

La LED 19-213 représente une technologie de LED CMS mature et largement adoptée. Les tendances actuelles du développement des LED pertinentes pour de tels composants incluent :

• Efficacité accrue :Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), permettant soit des indicateurs plus brillants, soit une consommation d'énergie plus faible.
• Miniaturisation :La tendance vers des appareils plus petits se poursuit, avec des empreintes de boîtier encore plus petites (par exemple, 0402, 0201 métrique) devenant courantes pour les applications à espace limité, bien qu'avec souvent un compromis sur la lumière émise et les performances thermiques.
• Fiabilité améliorée :Des améliorations dans les matériaux de conditionnement et les technologies de fixation des puces continuent d'augmenter la durée de vie opérationnelle et la résistance aux cycles thermiques et à l'humidité.
• Solutions intégrées :Une tendance plus large est l'intégration de l'électronique de contrôle (pilotes de courant, contrôleurs PWM) directement avec la puce LED dans des modules plus complexes, simplifiant la conception des circuits pour l'utilisateur final.

Bien que cette pièce spécifique n'incorpore pas les dernières fonctionnalités de LED ultra-miniatures ou intelligentes, ses performances bien caractérisées, son conditionnement robuste et son classement complet en font un choix fiable et rentable pour une vaste gamme d'applications standard d'indication et de rétroéclairage.