Fiche technique LED CMS 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T - Blanc pur - Angle de vision 120° - Courant de commande 5mA - Tension max 3,2V - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

La 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T est une LED à montage en surface (CMS) compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation et une haute fiabilité. Ce composant utilise la technologie de puce InGaN pour produire une lumière blanche pure. Ses principaux avantages incluent un encombrement significativement réduit par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une densité d'intégration plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), des besoins de stockage réduits, et contribuant finalement au développement d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications miniatures et portables.

2. Caractéristiques clés et conformités

Cette LED est fournie conditionnée en bande de 8 mm sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés standard de type "pick-and-place". Elle est conçue pour être utilisée avec les procédés de soudage par refusion infrarouge ou à vapeur. Le dispositif est de type monochrome (blanc pur). Il est fabriqué sans plomb et conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité : la directive européenne RoHS, le règlement européen REACH et les normes sans halogènes (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm et leur somme <1500 ppm).

3. Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif ne doivent pas être dépassées pour garantir sa fiabilité et éviter tout dommage. La tension inverse maximale (V_R) est de 5V. Le courant direct continu maximal (I_F) est de 30 mA. En fonctionnement pulsé, le courant direct de crête (I_FP) peut atteindre 100 mA sous un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 120 mW. Le dispositif peut résister à une décharge électrostatique (ESD) allant jusqu'à 1000V (Modèle du corps humain). La plage de température de fonctionnement (T_opr) est de -40°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage (T_stg) est légèrement plus large, de -40°C à +90°C. Des recommandations de température de soudage sont fournies pour la refusion (260°C max pendant 10 secondes) et le soudage manuel (350°C max pendant 3 secondes).

4. Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants sont spécifiés à une température ambiante (T_a) de 25°C. L'intensité lumineuse (I_v) varie d'un minimum de 72 millicandelas (mcd) à un maximum de 140 mcd, mesurée à un courant de test standard de 5 mA. Le dispositif présente un angle de vision très large, avec un 2θ_1/2typique de 120 degrés. La tension directe (V_F) se situe typiquement entre 2,7V et 3,2V à 5 mA. Le courant inverse (I_R) a une valeur maximale de 50 µA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée. Les tolérances sont indiquées : intensité lumineuse (±11%), longueur d'onde dominante (±1 nm) et tension directe (±0,05V).

5. Système de classement (Binning)

Les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres de performance clés pour garantir une cohérence dans la conception des applications.

5.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois codes de classe à I_F=5mA : Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd) et R1 (112-140 mcd). La tolérance pour ce paramètre au sein d'une classe est de ±11%.

5.2 Classement de la tension directe

La tension directe est classée en cinq codes, également à I_F=5mA : 29 (2,7-2,8V), 30 (2,8-2,9V), 31 (2,9-3,0V), 32 (3,0-3,1V) et 33 (3,1-3,2V). La tolérance pour la tension directe au sein d'une classe est de ±0,1V.

5.3 Classement des coordonnées chromatiques

La couleur blanche pure est définie dans le diagramme chromatique CIE 1931. La spécification délimite six groupes (A1 à A6), chacun définissant une zone quadrilatère sur le plan de coordonnées (x, y). Ces coordonnées garantissent que la couleur émise se situe dans une région blanche contrôlée. La tolérance pour les coordonnées chromatiques est de ±0,01.

6. Analyse des courbes de performance typiques

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques cruciales pour la conception des circuits. LaCourbe de déclassement du courant directmontre comment le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C pour éviter de dépasser la limite de dissipation de puissance. Lacourbe d'Intensité lumineuse relative en fonction de la Température ambianteillustre la diminution typique de la lumière émise lorsque la température augmente, ce qui est important pour la gestion thermique dans les applications. Legraphique Intensité lumineuse en fonction du Courant directmontre la relation non linéaire entre le courant de commande et la lumière émise. Lacourbe Courant direct en fonction de la Tension directe (Courbe I-V)est essentielle pour déterminer la tension d'alimentation requise et la valeur de la résistance série. Legraphique de Distribution spectralecaractérise la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche émise. Enfin, leDiagramme de rayonnementreprésente visuellement la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés.

7. Informations mécaniques et sur le boîtier

7.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement CMS compact. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis, incluant la longueur, la largeur, la hauteur du corps et la position des plots. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. Un modèle de pastilles (pad layout) suggéré pour la conception de PCB est inclus à titre de référence, bien qu'il soit conseillé aux concepteurs de le modifier en fonction de leurs exigences de procédé spécifiques.

7.2 Identification de la polarité et étiquetage

La fiche technique explique l'étiquetage sur la bobine et l'emballage. Les étiquettes clés incluent le Numéro de produit client (CPN), le Numéro de produit du fabricant (P/N), la Quantité par conditionnement (QTY) et les codes de classement pour le Rang d'intensité lumineuse (CAT), les Coordonnées chromatiques (HUE) et le Rang de tension directe (REF). Le Numéro de lot (LOT No.) est également fourni pour la traçabilité.

8. Recommandations de soudage, assemblage et manipulation

8.1 Protection du circuit

Une résistance limitant le courant doit toujours être utilisée en série avec la LED. La caractéristique exponentielle I-V de la LED signifie qu'une faible augmentation de la tension peut provoquer une augmentation importante et potentiellement destructrice du courant.

8.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à être utilisés. Avant ouverture, les conditions de stockage doivent être de 30°C ou moins et de 90% d'Humidité Relative (HR) ou moins. Après ouverture, les composants ont une "durée de vie en atelier" de 1 an dans des conditions de 30°C/60%HR ou moins. Les pièces non utilisées doivent être refermées dans un emballage étanche à l'humidité. Si l'indicateur de dessiccant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage (baking) à 60 ±5°C pendant 24 heures est recommandé avant le soudage par refusion.

8.3 Procédé de soudage

Un profil de température détaillé pour le soudage par refusion sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent une phase de préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes, un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes, et une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Les taux de montée et de descente maximaux sont spécifiés. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Aucune contrainte mécanique ne doit être appliquée sur la LED pendant le chauffage, et le PCB ne doit pas être déformé après le soudage.

9. Conditionnement et informations de commande

9.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse embossée enroulée sur une bobine d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). La quantité par bobine est de 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bande porteuse, incluant l'espacement des alvéoles et la largeur de la bande, sont fournies.

9.2 Conditionnement résistant à l'humidité

L'emballage complet se compose de la bobine placée à l'intérieur d'un sac étanche à l'humidité en aluminium avec un sachet dessiccant. Le sac est étiqueté avec les informations produit pertinentes.

10. Notes d'application et considérations de conception

10.1 Applications typiques

Cette LED est bien adaptée à une variété de tâches d'indication et de rétroéclairage. Les applications courantes incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et des commutateurs, les indicateurs d'état et le rétroéclairage des claviers dans les appareils de télécommunication (téléphones, télécopieurs), les unités de rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, et l'utilisation générale comme indicateur.

10.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent sélectionner une résistance limitant le courant appropriée en fonction de la tension d'alimentation et du courant direct souhaité (en tenant compte du déclassement si nécessaire). Le large angle de vision de 120 degrés la rend excellente pour les applications nécessitant une visibilité étendue, mais elle peut réduire la luminosité perçue dans un faisceau étroit par rapport à une LED à angle plus fermé. Les informations de classement (CAT, HUE, REF) doivent être soigneusement prises en compte pour les applications nécessitant une luminosité ou une couleur cohérente sur plusieurs unités. La gestion thermique sur le PCB doit être envisagée pour les conceptions fonctionnant à des températures ambiantes élevées ou à des courants de commande élevés afin de maintenir les performances et la longévité.

11. Comparaison et positionnement technique

Comparée aux LED traversantes plus grandes, le principal avantage de ce type CMS est son encombrement minimal et son adéquation à l'assemblage automatisé à grand volume. L'angle de vision de 120 degrés est nettement plus large que celui de nombreuses LED standard, offrant un éclairage plus uniforme dans les applications à diffuseur. Sa plage de tension directe basse (2,7-3,2V) la rend compatible avec les alimentations logiques courantes de 3,3V et 5V avec une simple résistance série. La conformité environnementale complète (RoHS, REACH, Sans Halogène) la positionne pour une utilisation sur les marchés mondiaux aux exigences réglementaires strictes.

12. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est l'objectif des codes de classement (binning) ?

R : Le classement garantit une cohérence électrique et optique. Utiliser des LED de la même classe d'intensité lumineuse (CAT) et de tension directe (REF) simplifie la conception du circuit et assure une luminosité uniforme dans un réseau. Utiliser la même classe de chromaticité (HUE) garantit une cohérence de couleur.

Q : Pourquoi une résistance limitant le courant est-elle obligatoire ?

R : Les LED sont des diodes avec une courbe I-V très raide. Sans résistance pour limiter le courant, même une petite variation de la tension d'alimentation peut faire dépasser le courant la valeur maximale, entraînant une défaillance immédiate ou une réduction de la durée de vie.

Q : Puis-je utiliser cette LED en fonctionnement continu à 30mA ?

R : La valeur de 30mA est le maximum absolu à 25°C. Pour un fonctionnement fiable à long terme, surtout à des températures ambiantes élevées, le courant doit être déclassé comme indiqué sur la Courbe de déclassement du courant direct. Un fonctionnement à 5-20mA est typique pour la plupart des applications d'indication.

Q : Que signifie la "durée de vie en atelier" de 1 an ?

R : Après l'ouverture du sac étanche à l'humidité, les composants peuvent être exposés aux conditions ambiantes de l'atelier (30°C/60%HR max) pendant un an maximum avant de nécessiter un traitement de séchage avant le soudage par refusion. Cela évite l'effet "popcorn" ou la fissuration du boîtier pendant le soudage due à l'humidité absorbée.

13. Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe supérieure au 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 est conçue pour produire des photons dans le spectre bleu. Un revêtement de phosphore, typiquement une résine diffusante jaune comme indiqué dans le guide de sélection du dispositif, absorbe ensuite une partie de cette lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne à l'œil humain la perception d'une lumière blanche, une méthode connue sous le nom de technologie LED blanche à conversion de phosphore.

14. Tendances et contexte industriel

Des composants comme la LED 16-213 représentent la tendance actuelle de l'électronique vers la miniaturisation, l'augmentation des fonctionnalités par unité de surface et la fabrication automatisée. Le passage aux matériaux sans plomb, sans halogène et conformes à RoHS/REACH reflète la réponse de l'ensemble du secteur aux réglementations environnementales et sanitaires. La demande de sources lumineuses efficaces, fiables et compactes continue de croître dans l'électronique grand public, les intérieurs automobiles et les panneaux de contrôle industriels. Les performances de ces LED CMS, y compris leur efficacité, leur rendu des couleurs et leur stabilité thermique, continuent de s'améliorer avec les progrès de l'épitaxie des semi-conducteurs et de la technologie des phosphores.