Fiche technique LED SMD 91-21SUGC/S400-A4/TR7 - 2.0x1.25x1.1mm - 3.5V - 25mA - Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 91-21SUGC/S400-A4/TR7 est une LED à montage en surface (SMD) conçue pour les assemblages électroniques compacts et à haute densité. Elle produit une lumière vert brillant grâce à une puce InGaN encapsulée dans une résine transparente. Son empreinte miniature permet des réductions significatives de la taille des cartes PCB et des équipements, la rendant idéale pour les applications où l'espace est limité.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Miniaturisation :Le boîtier est nettement plus petit que les composants à broches traditionnels, facilitant les conceptions de carte plus compactes, une densité de composants plus élevée et des besoins de stockage réduits.
• Compatibilité avec l'automatisation :Fournie sur bande de 12 mm sur bobine de 7 pouces, elle est entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place, garantissant une grande précision de placement et une efficacité de fabrication élevée.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Conception légère :Son poids minimal est un avantage pour les dispositifs électroniques portables et miniatures.
• Boîtier standardisé :Conforme au conditionnement standard EIA pour une large compatibilité industrielle.

2. Spécifications techniques et interprétation approfondie

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 ou sous ces limites n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F) :25mA DC. Le courant de fonctionnement continu ne doit pas dépasser cette valeur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100mA avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1kHz. Adapté pour un fonctionnement en impulsions mais pas en DC.
• Dissipation de puissance (P_d) :95mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). Garantit la fiabilité sur une large plage environnementale.
• Décharge électrostatique (ESD) :150V (Modèle du corps humain). Nécessite des précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou au soudage manuel à 350°C 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 (I_F=20mA).

• Intensité lumineuse (I_v) :2000-2300 mcd (Typique). Cette luminosité élevée convient aux applications d'indicateur et de rétroéclairage.
• Angle de vision (2θ_1/2) :25° (Typique). Un angle de vision relativement étroit, fournissant un faisceau lumineux directionnel.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :518 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :525 nm (Typique). La couleur perçue de la lumière.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :35 nm (Typique). La plage de longueurs d'onde émises, centrée autour du pic.
• Tension directe (V_F) :3.5V (Typique), 4.3V (Max) @ 20mA. Un pilote à courant constant ou une résistance série est obligatoire pour limiter le courant, car V_Fa un coefficient de température négatif.
• Courant inverse (I_R) :50 µA (Max) @ V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique indique l'utilisation d'un système de classement pour les paramètres clés, comme référencé dans l'explication de l'étiquette (CAT, HUE, REF). Ce système garantit la cohérence de la couleur et de la luminosité dans une plage définie.

• Classe d'intensité lumineuse (CAT) :Classe la LED en fonction de son flux lumineux mesuré (par exemple, 2000-2300 mcd constitue probablement une classe).
• Classe de longueur d'onde dominante (HUE) :Classe la LED en fonction de sa longueur d'onde dominante (par exemple, autour de 525 nm), contrôlant la teinte précise du vert.
• Classe de tension directe (REF) :Classe la LED en fonction de sa chute de tension directe à un courant spécifié, facilitant la conception de circuit pour un pilotage en courant constant.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux "Courbes caractéristiques électro-optiques typiques". Bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni, ces courbes incluent typiquement :

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire avant saturation.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre la dégradation du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente.
• Tension directe vs. Courant direct :La courbe caractéristique IV de la diode.
• Tension directe vs. Température ambiante :Montre le coefficient de température négatif de V_F.
• Distribution spectrale :Un graphique traçant l'intensité en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~518 nm et la largeur de bande de ~35 nm.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier 91-21 a des dimensions nominales de 2.0mm (L) x 1.25mm (L) x 1.1mm (H). Les tolérances sont de ±0.1mm sauf indication contraire. Le dessin détaille l'identifiant de la cathode, la forme de la lentille et l'emplacement des bornes.

5.2 Identification de la polarité

The package includes a visual marker (typically a notch or a green dot on the cathode side) to identify the cathode terminal, which is crucial for correct PCB orientation.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes. Taux de montée max. : 3°C/sec.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60-150 secondes.
• Température de crête :260°C maximum, maintenue pendant 10 secondes maximum.
• Temps au-dessus de 255°C :30 secondes maximum.
• Taux de refroidissement :Maximum 6°C/sec.
• Cycles de refusion :Maximum deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de panne <350°C, une capacité <25W, et limitez le temps de contact à 3 secondes par borne. Laissez un intervalle de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Ce composant est sensible à l'humidité (MSL).

• Avant ouverture :Stocker à ≤30°C / ≤90% HR.
• Après ouverture (Durée de vie en atelier) :72 heures à ≤30°C / ≤60% HR.
• Ressuage :Si l'indicateur d'humidité change ou si la durée de vie en atelier est dépassée, ressuyer à 60±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

6.4 Précautions critiques

• Limitation de courant :Une résistance série externe estobligatoirepour éviter l'emballement thermique et la destruction dus au coefficient de température négatif de V_F.
• Éviter les contraintes :Évitez les contraintes mécaniques sur la LED pendant le soudage et ne déformez pas le PCB après l'assemblage.
• Réparation :Non recommandée. Si inévitable, utilisez un fer à souder double pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter un choc thermique. Vérifiez les performances après réparation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de conditionnement

• Bande porteuse :Largeur 12mm, bobine de diamètre 7 pouces.
• Quantité par bobine :1000 pièces.
• Sac résistant à l'humidité :Conditionné avec un dessiccant dans un sac aluminium étanche à l'humidité.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient les informations suivantes : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Numéro de lot (LOT No.), Quantité emballée (QTY), et les codes de classement pour l'intensité lumineuse (CAT), la longueur d'onde dominante (HUE) et la tension directe (REF).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état dans l'électronique grand public (équipements audio/vidéo, appareils à piles).
• Rétroéclairage pour panneaux LCD, touches à membrane et symboles d'instruments.
• Indicateur et rétroéclairage dans les équipements de bureau (imprimantes, scanners).
• Rétroéclairage des tableaux de bord et des interrupteurs de panneaux de commande dans les habitacles automobiles.
• Voyants lumineux dans les dispositifs de télécommunication (téléphones, télécopieurs).

8.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Utilisez toujours une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou au courant maximum pour maintenir la température de jonction dans les limites.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les lignes d'entrée si la LED est exposée aux interfaces utilisateur.
• Conception optique :L'angle de vision de 25° fournit un faisceau focalisé. Envisagez des guides de lumière ou des diffuseurs si un éclairage plus large est nécessaire.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED traversantes ou aux boîtiers SMD plus grands, la 91-21 offre :

• Avantage de taille :L'un des plus petits boîtiers SMD LED standardisés, permettant une ultra-miniaturisation.
• Efficacité de luminosité :Une intensité lumineuse élevée pour sa taille et sa consommation, grâce à la technologie InGaN.
• Prêt pour l'automatisation :Un conditionnement en bande et bobine optimisé pour l'assemblage à grande vitesse, réduisant les coûts de fabrication par rapport à l'insertion manuelle.
• Avance en conformité :La conformité totale avec les réglementations environnementales modernes (RoHS, REACH, sans halogène) est une exigence standard mais reste un différenciateur clé face aux anciennes pièces non conformes.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Pourquoi une résistance série est-elle absolument nécessaire ?

R1 : La tension directe (V_F) diminue lorsque la température de jonction de la LED augmente. Sans élément de limitation de courant, une petite augmentation de la tension d'alimentation ou une diminution de V_Fpeut provoquer une augmentation importante et incontrôlée du courant, entraînant une surchauffe rapide et une défaillance.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED directement avec une alimentation 5V ?

R2 : Non. Avec une V_Ftypique de 3.5V, la connecter directement à 5V tenterait de faire passer un courant très élevé, la détruisant instantanément. Une résistance série est requise. Par exemple, pour viser I_F=20mA : R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75Ω (utiliser la valeur standard la plus proche, par exemple 75Ω ou 82Ω).

Q3 : Que signifie la "Durée de vie en atelier" de 72 heures ?

R3 : Après ouverture du sac étanche à l'humidité, les composants peuvent être exposés aux conditions ambiantes de l'usine (≤30°C/60% HR) pendant un maximum de 72 heures avant d'être soudés. Dépasser ce temps risque de provoquer des fissures "popcorn" pendant la refusion en raison de la vaporisation de l'humidité absorbée. Les pièces non utilisées doivent être ressuyées.

Q4 : Comment identifier la polarité correcte ?

R4 : Reportez-vous au dessin du boîtier. La cathode est typiquement marquée par un point vert sur le dessus ou une encoche/chanfrein sur un côté du boîtier. Le dessin de sérigraphie de l'empreinte PCB doit refléter ce marquage.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur de batterie faible pour un appareil portable.

La LED doit être lumineuse, petite et à faible consommation. La 91-21SUGC est un excellent choix.

Mise en œuvre :Utilisez une broche GPIO d'un microcontrôleur pour piloter la LED. La broche peut absorber/fournir jusqu'à 20mA. Connectez l'anode de la LED à la broche GPIO via une résistance de limitation de courant. Connectez la cathode à la masse. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la V_OHdu MCU (par exemple, 3.3V). R = (3.3V - 3.5V) / 0.02A = -10Ω. Cette valeur négative indique que 3.3V est insuffisant pour polariser la LED en direct à 20mA. Solution : Soit piloter la LED à un courant plus faible (par exemple, 10mA : R = (3.3V-3.5V)/0.01A, toujours problématique), soit utiliser la GPIO pour contrôler un interrupteur à transistor connecté à une tension plus élevée (par exemple, la tension de la batterie) avec une résistance série appropriée. Ce cas souligne l'importance d'adapter la tension du pilote à la V_F.

12. 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 potentiel de jonction de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans ce système de matériaux, l'énergie libérée lors de la recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise—dans ce cas, le vert brillant (~525 nm). La résine époxy transparente agit comme un encapsulant protecteur et une lentille primaire, façonnant le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme le boîtier 91-21 suit plusieurs tendances clés de l'industrie :La miniaturisationcontinue de réduire la taille des boîtiers tout en maintenant ou en améliorant la sortie optique.L'augmentation de l'efficacitégrâce aux progrès dans la croissance épitaxiale et la conception des puces conduit à plus de lumens par watt.La fiabilité amélioréeest obtenue avec des matériaux de conditionnement et des conceptions de gestion thermique améliorés.Les gammes de couleurs plus largesdans le rétroéclairage des écrans poussent vers des LED avec des largeurs de bande spectrales plus étroites et un contrôle de longueur d'onde plus précis.L'intégrationest une autre tendance, avec des boîtiers multi-puces (RGB, blanc) et des pilotes LED combinés en modules uniques. La 91-21 représente un point mature et hautement optimisé dans l'évolution des LED SMD monochromes de classe indicateur.