Fiche technique LED CMS 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - Blanc pur - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) dans un format de boîtier compact 1206. Cette LED monochrome, de couleur blanche pure, est conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un placement dense des composants et des performances fiables. Ses principaux avantages incluent un encombrement significativement réduit par rapport aux LED à broches, permettant des conceptions de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites et une densité de placement plus élevée. Le composant est léger, ce qui le rend adapté aux applications miniatures et portables. Il est conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), garantissant ainsi la conformité environnementale et de sécurité pour les marchés mondiaux.

1.1 Caractéristiques principales et applications

La LED est fournie sur bande de 8mm montée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place à grande vitesse. Elle est conçue pour résister aux processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur, courants dans la fabrication en volume.

Applications typiques :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage pour les touches ou affichages des téléphones et télécopieurs.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour affichages à cristaux liquides (LCD), rétroéclairage pour interrupteurs et symboles sur panneaux de commande.
• Indication générale :Toute application nécessitant un indicateur lumineux blanc, compact, fiable et lumineux.

2. Spécifications techniques et interprétation approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des valeurs maximales absolues et des caractéristiques électro-optiques définies dans la fiche technique. La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit fiable et pour garantir la longévité de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites 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 une rupture immédiate de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25mA. C'est le courant continu qui peut traverser la LED en permanence.
• Courant direct de crête (I_FP) :100mA. Il s'agit du courant pulsé maximal, autorisé uniquement dans des conditions spécifiques (rapport cyclique de 1/10 à 1kHz). Il est utile pour des impulsions de haute luminosité brèves mais ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement continu.
• Dissipation de puissance (P_d) :95mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée comme V_F* I_F. Dépasser cette limite risque une surchauffe et une dégradation accélérée.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). Ces larges plages rendent la LED adaptée aux environnements industriels et automobiles.
• Décharge électrostatique (ESD) :150V (Modèle du corps humain). Il s'agit d'une tolérance ESD relativement faible, indiquant que le composant est sensible à l'électricité statique. Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de soudage :La LED peut supporter un soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ou un soudage manuel à 350°C pendant jusqu'à 3 secondes par borne.

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

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard. Les concepteurs doivent utiliser les valeurs typiques (Typ.) ou maximales/minimales comme base pour leurs conceptions.

• Intensité lumineuse (I_v) :90 à 180 millicandelas (mcd) à un courant direct (I_F) de 5mA. La large plage est gérée via un système de binning (détaillé dans la section 3). L'angle de vision (2θ_1/2) est typiquement de 130 degrés, fournissant un motif lumineux large et diffus.
• Tension directe (V_F) :2.7V à 3.2V à I_F=5mA. Ce paramètre a une tolérance de ±0.05V. La tension directe est cruciale pour calculer la valeur de la résistance de limitation de courant : R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50µA à V_R=5V. La fiche technique note explicitement que la condition de tension inverse est uniquement à des fins de test, et que la LED ne doit pas fonctionner en polarisation inverse dans un circuit réel.

3. Explication du système de binning

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

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en trois bins principaux à I_F=5mA :

• Bin Q2 :90 mcd (Min) à 112 mcd (Max)
• Bin R1 :112 mcd (Min) à 140 mcd (Max)
• Bin R2 :140 mcd (Min) à 180 mcd (Max)

Le code produit "AQ2R2QY" indique que cette pièce spécifique provient des bins d'intensité Q2 et R2. Une tolérance de ±11% s'applique au sein de chaque bin.

3.2 Binning de la tension directe

La tension directe est regroupée et binnée pour faciliter la conception de l'alimentation et la régulation du courant. Les bins (Groupe Q) sont définis par pas de 0.1V :

• Bin 29 :2.7V à 2.8V
• Bin 30 :2.8V à 2.9V
• Bin 31 :2.9V à 3.0V
• Bin 32 :3.0V à 3.1V
• Bin 33 :3.1V à 3.2V

La tolérance pour la tension directe au sein d'un bin est de ±0.05V.

3.3 Binning des coordonnées de chromaticité

Pour les LED blanches, la cohérence des couleurs est critique. Les coordonnées de chromaticité (CIE x, y) définissent le point de couleur précis sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique définit six bins (A1 à A6), chacun représentant une petite zone quadrilatère sur le diagramme des couleurs. La couleur du produit est garantie de se situer dans le polygone spécifié avec une tolérance de ±0.01 sur les deux coordonnées x et y. Ce contrôle strict garantit une variation de couleur visible minimale entre différentes LED dans un réseau ou un rétroéclairage.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement de la LED dans des conditions variables. Celles-ci sont essentielles pour des considérations de conception avancées.

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 de manière logarithmique avec le courant. Pour un fonctionnement stable, un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant est obligatoire, car une petite augmentation de tension au-delà du V_Fnominal peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct. Cependant, l'efficacité (lumens par watt) peut diminuer à des courants très élevés en raison d'une génération de chaleur accrue dans la puce. Fonctionner près du courant continu maximal (25mA) peut réduire la fiabilité à long terme.

4.3 Intensité lumineuse vs Température ambiante

La sortie lumineuse d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe quantifie cette déclassement. Pour les applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées, le courant d'attaque peut devoir être réduit pour maintenir la luminosité ou éviter la surchauffe.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Il s'agit d'une courbe critique pour la gestion thermique. Elle définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. À mesure que la température augmente, le courant maximal sûr diminue pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres et éviter l'emballement thermique.

4.5 Distribution spectrale

La courbe spectrale montre la puissance relative émise à travers différentes longueurs d'onde. Une LED blanche pure utilise typiquement une puce InGaN bleue combinée à un phosphore jaune. Le spectre montrera un pic dans la région bleue (autour de 450nm) et une large émission dans la région jaune/verte provenant du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à la taille de boîtier standard 1206 (pouces) ou 3216 (métrique). Les dimensions clés (en mm) sont :

• Longueur totale : 2.25 ±0.20
• Largeur totale : 1.85 ±0.20
• Hauteur totale : 1.45 ±0.10
• Dimensions des bornes : 0.72 ±0.10 (hauteur), 1.20 x 0.60 (empreinte)

Les tolérances sont de ±0.1mm sauf indication contraire. Une marque de cathode est clairement indiquée sur le boîtier pour une orientation de polarité correcte lors de l'assemblage.

5.2 Configuration de pastille recommandée

La fiche technique inclut un motif de pastille (conception de pad) suggéré pour la disposition du PCB. La taille de pastille recommandée est de 1.40mm x 1.10mm. Il est souligné qu'il s'agit d'une référence uniquement, et que les dimensions des pastilles doivent être optimisées en fonction de la pâte à souder, du pochoir et du processus d'assemblage spécifiques utilisés par le fabricant.

6. Directives de soudage et d'assemblage

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

6.1 Exigence de limitation de courant

Obligatoire :Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La LED est un dispositif piloté par courant, et sa tension directe a un coefficient de température négatif. Sans résistance, même une petite augmentation de la tension d'alimentation ou une baisse du V_Fdue au chauffage peut provoquer une augmentation incontrôlée du courant, entraînant une défaillance immédiate.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La "durée de vie au sol" est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées dans un sac étanche à l'humidité.
• Séchage :Si l'indicateur de dessiccant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, les LED doivent être séchées à 60 ±5°C pendant 24 heures avant le soudage par refusion pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60-150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de pointe :260°C maximum, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de montée/descente :Maximum 6°C/sec en chauffage, 3°C/sec en refroidissement.

Notes critiques :

• Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.
• Éviter les contraintes mécaniques sur le corps de la LED pendant le chauffage et le refroidissement.
• Ne pas déformer le PCB après le soudage, car cela peut fissurer la LED ou ses soudures.

6.4 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C. Le temps de contact par borne doit être inférieur à 3 secondes. Utiliser un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins. Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter une accumulation excessive de chaleur.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée sur des bobines de 7 pouces.

• Largeur de la bande porteuse : 8mm.
• Pas des alvéoles : 4mm.
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Dimensions de la bobine :Diamètre standard de 7 pouces avec des dimensions spécifiques de moyeu et de bride conformément à la norme EIA-481.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et la vérification :

• P/N :Numéro de produit complet (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2, R2).
• HUE :Coordonnées de chromaticité et classe de longueur d'onde dominante.
• REF :Classe de tension directe (ex. : des bins du Groupe Q).
• N° de LOT :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception de circuit

Toujours calculer la résistance série en utilisant la tension directe maximale de la fiche technique (3.2V) pour assurer une limitation de courant suffisante dans toutes les conditions. Pour une alimentation de 5V et un courant cible de 5mA : R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. La valeur standard la plus proche (360Ω ou 390Ω) serait choisie. La puissance nominale de la résistance doit être I²² * R = (0.005)²²* 360 = 0.009W, donc une résistance standard de 1/10W ou 1/8W est plus que suffisante.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier 1206 n'ait pas de pastille thermique dédiée, la chaleur est évacuée par les deux bornes de soudure. Assurez-vous que le PCB a une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles de la LED, surtout si elle fonctionne près du courant maximal ou à des températures ambiantes élevées. Évitez de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus plutôt qu'un faisceau focalisé. Pour les applications d'indicateur, considérez l'intensité lumineuse requise à l'angle de vision ; la luminosité diminue vers les bords du cône de vision.

9. Comparaison et différenciation techniques

La LED 48-213, dans son boîtier 1206, offre un équilibre entre taille, luminosité et facilité d'assemblage.

• vs. Boîtiers plus grands (ex. : 3528, 5050) :Le 1206 est nettement plus petit, économisant de l'espace sur la carte mais offrant généralement une luminosité totale plus faible en raison de la taille plus petite de sa puce.
• vs. Boîtiers plus petits (ex. : 0402, 0603) :Le 1206 est plus facile à manipuler et à souder manuellement si nécessaire, et peut souvent supporter des courants légèrement plus élevés, résultant en une luminosité plus élevée.
• vs. LED non binnées :La structure de binning définie pour l'intensité, la tension et la couleur fournit des performances prévisibles, ce qui est essentiel pour les applications nécessitant une apparence uniforme dans des réseaux multi-LED ou une luminosité cohérente entre les lots de production.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

No.Cela est explicitement déconseillé dans la fiche technique. La LED doit être pilotée par une source de courant constant ou, plus communément, par une source de tension en série avec une résistance de limitation de courant. Une connexion directe à une source de tension entraînera une défaillance.

10.2 Pourquoi la plage d'intensité lumineuse est-elle si large (90-180 mcd) ?

C'est la plage totale possible sur la production. Les unités individuelles sont triées dans des bins plus restreints (Q2, R1, R2). Lors de la commande, vous spécifiez le code de bin (ex. : AQ2R2QY) pour obtenir des LED provenant de bins d'intensité et de couleur spécifiques, assurant ainsi la cohérence dans votre produit.

10.3 Combien de fois puis-je refondre cette LED ?

La fiche technique indique que le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus dedeux fois. Un troisième cycle de refusion risque d'endommager les fils de liaison internes ou la puce LED en raison du stress thermique cumulatif.

10.4 Que signifie "sans plomb" dans le contexte du soudage ?

Cela signifie que les bornes externes de la LED sont finies avec un placage sans plomb (typiquement de l'étain). Le profil de refusion spécifié (pic à 260°C) est conçu pour les pâtes à souder sans plomb (ex. : SAC305), qui ont un point de fusion plus élevé que la soudure traditionnelle étain-plomb.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Exemple 1 : Indicateur d'état simple

Scénario :Un indicateur de mise sous tension pour une carte logique 3.3V.
Conception :Utiliser un courant d'attaque de 5mA pour une bonne visibilité avec une faible consommation. R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. Puisque 3.2V est le V_Fmax, le courant réel peut être légèrement plus élevé si le V_Fde la LED est plus bas. Une résistance de 33Ω ou 47Ω fournirait un courant plus conservateur et stable. Connecter la LED avec la cathode (côté marqué) à la masse.

11.2 Exemple 2 : Réseau de rétroéclairage pour un petit LCD

Scénario :Rétroéclairage uniforme nécessitant 10 LED.
Conception :Pour assurer une luminosité uniforme, toutes les LED doivent provenir du même bin d'intensité lumineuse (ex. : R2). Elles doivent être connectées en parallèle, chacune avec sa propre résistance de limitation de courant dédiée. Connecter plusieurs LED en parallèle à une seule résistance n'est pas recommandé en raison des variations de V_F, ce qui peut entraîner un partage de courant et une luminosité inégaux.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'un dispositif photonique à semi-conducteur. Il est basé sur une puce de Nitrure de Gallium et d'Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode (V_F) 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). Dans une LED "blanche pure", la puce principale émet de la lumière bleue. Cette lumière bleue excite une couche de phosphore jaune recouvrant la puce. La combinaison de la lumière bleue de la puce et de la lumière jaune du phosphore est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. Cette méthode est connue sous le nom de génération de lumière blanche par conversion de phosphore.

13. Tendances technologiques

Les LED CMS dans des boîtiers comme le 1206 représentent une technologie mature et largement adoptée. La tendance générale de l'industrie va vers :

• Efficacité accrue :Une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt) grâce aux améliorations de la conception des puces et de la technologie des phosphores.
• Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers (ex. : 0402, 0201) pour les dispositifs ultra-compacts, bien que cela se fasse souvent au détriment de la gestion de puissance maximale.
• Qualité de couleur améliorée :Développement de phosphores pour atteindre des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées et des points de couleur plus cohérents entre les lots de production.
• Solutions intégrées :Croissance des LED avec régulation de courant intégrée (pilotes LED à courant constant) ou fonctionnalités de protection (ESD, polarité inverse) dans le boîtier, simplifiant la conception des circuits.

La LED 48-213, avec ses spécifications bien définies, ses performances fiables et son boîtier standard, reste un composant fondamental et polyvalent dans le paysage de l'optoélectronique, adapté à une vaste gamme d'applications d'indication et de rétroéclairage.