Fiche technique LED CMS 19-21/T1D-CPQTY/3T - 1.9x2.1mm - 3.0V Max - 40mW - Blanc Pur - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LED CMS 19-21 est un composant compact à montage en surface conçu pour les applications électroniques modernes nécessitant une fonction d'indication ou de rétroéclairage fiable. Son principal avantage réside dans son empreinte significativement réduite par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une densité de placement plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), une réduction de l'espace de stockage et contribuant finalement à la miniaturisation des équipements finaux. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications portables et à espace limité.

Cette LED est de type monochrome, émettant une lumière blanche pure, et est constituée d'une résine diffusante jaune. Elle est entièrement conforme aux normes environnementales et de fabrication contemporaines : sans plomb, conforme RoHS, conforme REACH de l'UE et sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Le produit est fourni sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (VR) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (IF) :10mA. Le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête (IFP) :40mA avec un rapport cyclique de 1/10 et à 1kHz. Cette valeur permet de brèves impulsions de courant plus élevé, utiles dans les schémas de multiplexage, mais la dissipation de puissance moyenne doit être gérée.
• Dissipation de puissance (Pd) :40mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à Ta=25°C, calculée comme VF * IF.
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :150V. Cette valeur selon le modèle du corps humain indique un niveau de sensibilité modéré aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont essentielles.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement) et -40°C à +90°C (stockage). Cette large plage garantit la fonctionnalité dans des environnements sévères.
• Température de soudure :Profil de refusion avec un pic à 260°C pendant max 10 secondes ; soudure manuelle à 350°C pendant max 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à Ta=25°C et IF=5mA, fournissant la performance de référence.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 45,0 mcd à un maximum de 112,0 mcd, avec une valeur typique fournie. Une tolérance de ±11% s'applique.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un angle de vision typiquement large de 110 degrés, caractéristique d'un boîtier LED diffusant.
• Tension directe (VF) :S'étend de 2,60V à 3,00V à IF=5mA, avec une tolérance de ±0,05V. Ce paramètre est critique pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 50 µA à VR=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce test sert uniquement à caractériser la fuite.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Deux classes sont définies sur la base de l'intensité lumineuse minimale à IF=5mA :

• Code de classe P :45 mcd (Min) à 72 mcd (Max).
• Code de classe Q :72 mcd (Min) à 112 mcd (Max).

3.2 Classement par tension directe

Quatre classes sont définies pour la tension directe à IF=5mA :

• Code de classe 28 :2,6V à 2,7V
• Code de classe 29 :2,7V à 2,8V
• Code de classe 30 :2,8V à 2,9V
• Code de classe 31 :2,9V à 3,0V

3.3 Classement par coordonnées chromatiques

Le point de couleur blanc est contrôlé dans des régions spécifiques du diagramme de chromaticité CIE 1931, définies par quatre classes quadrilatérales (Codes 1-4) avec une tolérance de ±0,01. Les coordonnées fournies définissent les coins de chaque classe, garantissant que la lumière blanche émise se situe dans un espace colorimétrique prévisible.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions.

• Intensité lumineuse relative vs Courant direct :Montre la relation non linéaire entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse. L'intensité augmente avec le courant mais peut saturer à des niveaux plus élevés.
• Intensité lumineuse relative vs Température ambiante :Démontre le coefficient de température négatif de la sortie lumineuse. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente.
• Courant direct vs Tension directe (Courbe IV) :Illustre la relation exponentielle, cruciale pour comprendre la résistance dynamique et la nécessité d'une régulation de courant.
• Courbe de déclassement du courant direct :Spécifie le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante pour garantir que la valeur de dissipation de puissance (Pd) n'est pas dépassée.
• Distribution spectrale :Représente la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche, montrant typiquement un pic de LED bleue combiné à une émission plus large du phosphore jaune.
• Diagramme de rayonnement :Un tracé polaire visualisant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 110 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED possède un boîtier CMS compact avec des dimensions nominales. La cathode est identifiée par une marque spécifique sur le corps du boîtier. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm. La longueur, la largeur et la hauteur exactes sont définies dans le dessin coté.

5.2 Identification de la polarité

Un marquage clair de la cathode est prévu sur le boîtier pour assurer une orientation correcte lors du montage sur PCB. Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer et pourra la soumettre à une contrainte de tension inverse.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Conditions de soudure

Un profil de soudure par refusion sans plomb est recommandé : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120s, temps au-dessus de 217°C (liquidus) pendant 60-150s, avec une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. La vitesse de montée maximale est de 6°C/sec et la vitesse de refroidissement de 3°C/sec. La soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Évitez les contraintes mécaniques sur la LED pendant le chauffage et ne déformez pas le PCB après soudure.

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL). Les précautions clés incluent :

• Stockage :Ne pas ouvrir le sac anti-humidité avant d'être prêt à l'emploi. Stocker les sacs non ouverts dans un endroit frais et sec.
• Durée de vie au sol :Après ouverture, utiliser dans les 168 heures (7 jours) si stocké à ≤30°C et ≤60% HR. Sinon, rebake à 60±5°C pendant 24 heures et reconditionner.
• Protection ESD :Le composant a une classification ESD HBM de 150V, nécessitant l'utilisation de postes de travail et de procédures de manipulation protégés contre les décharges électrostatiques.
• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. La caractéristique IV exponentielle de la LED signifie qu'un petit changement de tension provoque un grand changement de courant, ce qui peut entraîner une destruction immédiate sans régulation de courant appropriée.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Le produit est fourni dans un emballage résistant à l'humidité composé de :

• Bande porteuse :Largeur de 8mm, chargée dans...
• Bobine :Diamètre de 7 pouces. La quantité chargée standard est de 3000 pièces par bobine.
• Sac anti-humidité :Sac en aluminium contenant la bobine, ainsi qu'un dessiccant et une carte indicateur d'humidité.

Les dimensions détaillées pour la bobine et la bande porteuse sont fournies avec une tolérance standard de ±0,1mm sauf indication contraire.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage comprend des codes pour la traçabilité et la spécification :

• CPN (Numéro de produit client)
• P/N (Numéro de produit)
• QTY (Quantité d'emballage)
• CAT (Classe d'intensité lumineuse, ex. P ou Q)
• HUE (Classe de coordonnées chromatiques & longueur d'onde dominante, ex. 1-4)
• REF (Classe de tension directe, ex. 28-31)
• LOT No (Numéro de lot pour traçabilité)

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage de commutateurs et le rétroéclairage plat pour les LCD et symboles.
• Équipement de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Indication générale :Toute application nécessitant une source de lumière blanche compacte et fiable.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Valim - VF) / IF, où VF doit être choisie parmi la valeur maximale de la classe (ex. 3,0V) pour une conception sûre.
• Gestion thermique :Bien que la puissance soit faible, assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si vous fonctionnez à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum, conformément à la courbe de déclassement.
• Conception optique :L'angle de vision de 110 degrés et la résine diffusante fournissent un motif d'émission large et doux, adapté à la visualisation directe ou aux guides de lumière.

9. Comparaison et différenciation techniques

La différenciation principale de la LED 19-21 réside dans son équilibre entre taille, performance et fiabilité. Comparée aux LED CMS plus grandes (ex. 3528), elle offre des économies d'espace significatives. Comparée aux boîtiers à l'échelle de la puce plus petits, elle est plus facile à manipuler et à souder en utilisant les processus SMT standards. Sa structure de classement spécifique pour l'intensité, la tension et la chromaticité permet une conception de système plus rigoureuse et une meilleure cohérence en production de masse par rapport aux alternatives non classées ou faiblement classées.

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

10.1 Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle obligatoire ?

La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif et une variance de production (classes 28-31). Une alimentation à tension fixe connectée directement provoquerait un flux de courant non contrôlé, dépassant rapidement la valeur maximale absolue de 10mA et détruisant le composant. La résistance série fournit une méthode simple et linéaire de régulation de courant.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5V ?

Oui, mais une résistance série est essentielle. Par exemple, en visant IF=5mA avec un VF au pire cas de 3,0V : R = (5V - 3,0V) / 0,005A = 400 Ohms. Une résistance standard de 390 ou 430 Ohms conviendrait. Vérifiez toujours le courant réel dans les conditions de fonctionnement.

10.3 Que signifie la durée de vie au sol de 168 heures ?

C'est le temps maximum pendant lequel la LED peut être exposée aux conditions ambiantes d'usine (≤30°C/60% HR) après l'ouverture du sac anti-humidité, avant que l'absorption d'humidité ne puisse causer des dommages (\"effet pop-corn\") pendant la soudure par refusion. Si ce temps est dépassé, un rebake de 24 heures à 60°C est requis pour éliminer l'humidité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec une luminosité uniforme.Pour garantir une cohérence visuelle entre plusieurs LED sur un panneau, spécifiez des exigences de classement plus strictes lors de la commande. Par exemple, demandez toutes les LED de la classe Q (intensité plus élevée) et de la classe 29 (VF 2,7-2,8V). L'utilisation d'un pilote à courant constant réglé à 5mA au lieu d'une alimentation en tension + résistances minimisera davantage les variations de luminosité causées par de petites différences de tension directe dans le lot, résultant en une apparence parfaitement uniforme.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice, typiquement en Nitrure de Gallium Indium (InGaN), qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (recombinaison d'électrons et de trous dans la jonction PN). Cette lumière bleue excite un revêtement de phosphore jaune (Grenat d'Yttrium Aluminium, YAG:Ce) à l'intérieur du boîtier. La combinaison de la lumière bleue résiduelle et de l'émission jaune à large spectre du phosphore donne la perception d'une lumière blanche par l'œil humain. La résine diffusante jaune aide à diffuser la lumière, créant le large angle de vision.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indication CMS continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré pour les LED blanches, et des tailles de boîtier encore plus petites tout en maintenant ou en améliorant les performances thermiques. L'accent est également mis sur l'amélioration de la fiabilité et de la longévité sous des courants d'alimentation et des températures de fonctionnement plus élevés. La standardisation du classement et la fourniture de données techniques détaillées, comme on le voit dans cette fiche technique, reflètent la tendance de l'industrie vers des composants plus prévisibles et adaptés à la conception pour une fabrication automatisée à grand volume.