Fiche technique LED CMS 19-219/T7D-AV1W1E/3T - Dimensions 1,6x0,8x0,77mm - Tension 2,75-3,65V - Puissance 110mW - Blanc pur - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-219/T7D-AV1W1E/3T est une LED CMS compacte conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage de signalisation ou un rétroéclairage fiable dans un encombrement minimal.

1.1 Avantages clés et positionnement produit

Ce composant LED offre des avantages significatifs par rapport aux LED traditionnelles à broches. Son principal atout est sa taille extrêmement réduite, qui permet de concevoir des cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée, une réduction des besoins en espace de stockage et, in fine, la création d'équipements finaux plus compacts. La légèreté du boîtier CMS le rend particulièrement adapté aux applications miniatures et portables où le poids et l'espace sont des contraintes critiques.

1.2 Marchés cibles et applications

La LED CMS 19-219 est polyvalente et trouve son utilité dans plusieurs domaines d'application clés :

• Équipements de télécommunications :Utilisée comme indicateur d'état et pour le rétroéclairage des touches ou des afficheurs dans les téléphones et télécopieurs.
• Technologie d'affichage :Idéale pour le rétroéclairage plat des écrans à cristaux liquides (LCD), ainsi que pour l'éclairage des interrupteurs et des symboles sur les panneaux de commande.
• Indication à usage général :Adaptée à une large gamme d'électronique grand public et industrielle nécessitant un témoin lumineux petit, brillant et fiable.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques de la LED, essentiels pour une conception de circuit appropriée et une garantie de fiabilité.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Un fonctionnement à ou sous ces conditions n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable.

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25 mA. Le courant continu maximal pouvant être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP):100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Puissance dissipée (P_d):110 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (T_a) de 25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle Corps Humain (HBM) :1000 V. Indique un niveau modéré de sensibilité aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont requises.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40 à +85 °C. La plage de température ambiante dans laquelle le fonctionnement du composant est spécifié.
• Température de stockage (T_stg):-40 à +90 °C.
• Température de soudage :Le composant peut supporter un soudage par refusion avec une température de pic 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

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante standard de 25°C. Ils sont cruciaux pour prédire le comportement de la LED dans une application.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend d'un minimum de 715 mcd à un maximum de 1420 mcd lorsqu'elle est pilotée au courant de test standard de 20 mA. La valeur spécifique est déterminée par le code de tri (V1, V2, W1).
• Angle de vision (2θ_1/2):Un large angle de vision typique de 130 degrés, offrant un motif d'émission étendu adapté à l'éclairage de zone et aux indicateurs.
• Tension directe (V_F):S'étend de 2,75 V à 3,65 V à 20 mA. La plage exacte est spécifiée par le code de tri de tension directe (5, 6, 7). Ce paramètre est critique pour la conception du circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R):Maximum de 50 µA lorsqu'une tension inverse de 5 V est appliquée.

Notes importantes :La fiche technique spécifie une tolérance de ±11% sur l'intensité lumineuse et de ±0,05V sur la tension directe pour les valeurs triées.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour assurer la cohérence en production, les LED sont triées en "bacs" (bins) en fonction de paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de caractéristiques électriques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en trois bacs en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA :

• Bac V1 :715 mcd (Min) à 900 mcd (Max)
• Bac V2 :900 mcd (Min) à 1120 mcd (Max)
• Bac W1 :1120 mcd (Min) à 1420 mcd (Max)

3.2 Tri par tension directe

Les LED sont également triées selon leur chute de tension directe à 20 mA :

• Bac 5 :2,75 V (Min) à 3,05 V (Max)
• Bac 6 :3,05 V (Min) à 3,35 V (Max)
• Bac 7 :3,35 V (Min) à 3,65 V (Max)

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

Pour la cohérence des couleurs, la lumière blanche émise est définie par des coordonnées chromatiques sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique définit six bacs (1 à 6), chacun spécifiant une zone quadrilatère sur le diagramme de couleur définie par quatre paires de coordonnées (x, y). Cela garantit que la lumière blanche émise se situe dans un espace colorimétrique contrôlé. La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques typiques qui illustrent comment la performance de la LED varie avec les conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale

Un graphique montre l'intensité lumineuse relative en fonction de la longueur d'onde (λ). Pour une LED blanche basée sur InGaN avec un phosphore jaune (comme indiqué dans le guide de sélection), cette courbe montre typiquement un pic bleu provenant de la puce LED et un pic jaune plus large provenant du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche.

4.2 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe fondamentale montre la relation exponentielle entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle souligne pourquoi un dispositif de limitation de courant (comme une résistance ou un pilote à courant constant) est obligatoire, car une petite augmentation de tension au-delà du point de coude provoque une augmentation importante et potentiellement destructrice du courant.

4.3 Intensité lumineuse vs. courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse est généralement proportionnelle au courant direct, mais la relation peut devenir sous-linéaire à des courants très élevés en raison de la baisse d'efficacité et des effets thermiques.

4.4 Intensité lumineuse vs. température ambiante

Ce graphique est crucial pour comprendre la performance thermique. Il montre comment l'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante (T_a) augmente. Les concepteurs doivent tenir compte de ce déclassement dans les applications à températures ambiantes élevées.

4.5 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal de sécurité doit être réduit pour éviter de dépasser les limites de dissipation de puissance du composant et assurer une fiabilité à long terme.

4.6 Diagramme de rayonnement

Un diagramme polaire illustrant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision typique de 130 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED 19-219 a un encombrement CMS compact. Les dimensions clés (en mm) incluent :

• Longueur : 1,6 ± 0,1
• Largeur : 0,8 ± 0,1
• Hauteur : 0,77 ± 0,1

Le dessin fournit des vues de dessus, de côté et de dessous avec des mesures détaillées pour la lentille, les bornes et la structure interne.

5.2 Conception des pastilles et identification de la polarité

Un schéma de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer un soudage fiable et une bonne gestion thermique. La pastille de cathode est clairement identifiée sur le diagramme (généralement marquée par une encoche, un triangle vert sur la bande ou une forme de pastille différente). Les dimensions suggérées pour les pastilles sont de 0,8mm x 0,55mm mais sont indiquées comme une référence pouvant être modifiée selon les exigences spécifiques de conception du PCB.

6. Guide de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont vitaux pour la fiabilité des composants CMS.

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de température de refusion sans plomb détaillé est spécifié :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60–150 secondes.
• Température de pic :Maximum de 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de montée en température :Maximum 6°C/seconde.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

Note critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à souder d'une puissance nominale de 25W ou moins est recommandé. Un intervalle minimum de 2 secondes doit être laissé entre le soudage de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stockage à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture (Durée de vie en atelier) :1 an à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les pièces non utilisées doivent être reconditionnées dans un emballage étanche à l'humidité.
• Séchage (Baking) :Si l'indicateur de dessiccant montre une absorption d'humidité ou si le temps de stockage est dépassé, sécher à 60 ± 5°C pendant 24 heures avant utilisation.

6.4 Précautions critiques

• Protection contre les surintensités :Une résistance de limitation de courant ou un circuit externe estabsolument obligatoire. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'un petit changement de tension provoque un grand changement de courant, conduisant à une destruction immédiate sans protection.
• Contrainte mécanique :Éviter d'appliquer une contrainte sur le corps de la LED pendant le soudage ou dans l'assemblage final. Ne pas déformer le PCB après soudage.
• Réparation :La réparation après soudage est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder spécialisé à deux têtes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi une contrainte mécanique sur les soudures.
• Précautions ESD :Le produit est sensible aux décharges électrostatiques. Utiliser des procédures de manipulation appropriées et protégées contre les ESD tout au long de la fabrication.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée standard de 8 mm de large, enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande porteuse et la bobine sont fournies.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes essentiels pour la traçabilité et la vérification :

• CPN :Numéro de produit client
• P/N :Numéro de produit du fabricant (ex. : 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
• QTY :Quantité conditionnée
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : V1, W1)
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (ex. : Bac 1-6)
• REF :Classe de tension directe (ex. : Bac 5-7)
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 Conception du circuit

Lors de l'intégration de cette LED, l'étape la plus critique est le calcul de la résistance série de limitation de courant. La valeur de la résistance (R_s) peut être approximée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alim- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale du bac sélectionné (ou le maximum absolu de 3,65V pour une conception conservatrice) et le courant de pilotage souhaité (ne pas dépasser 25 mA en continu). Toujours calculer également la puissance nominale de la résistance : P_R= (I_F)²* R_s.

8.2 Gestion thermique

Bien que petite, la LED génère de la chaleur. Pour une longévité optimale et une sortie lumineuse stable :

• Respecter la courbe de déclassement du courant direct à haute température ambiante.
• S'assurer que le PCB dispose d'une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles thermiques (le cas échéant) ou aux pistes de cathode/anode pour servir de dissipateur thermique.
• Éviter de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur.

8.3 Intégration optique

Le large angle de vision de 130 degrés le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage large et uniforme. Pour une lumière plus focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La résine diffusante jaune aide à obtenir un aspect plus uniforme.

9. Comparaison et différenciation technique

La LED 19-219 se différencie principalement par la combinaison d'un facteur de forme très petit (empreinte 1,6x0,8mm) et d'une intensité lumineuse relativement élevée (jusqu'à 1420 mcd). Comparée aux LED CMS plus grandes (ex. : 3528, 5050), elle offre des économies d'espace supérieures. Comparée aux LED à puce encore plus petites, elle peut offrir une manipulation et un soudage plus faciles grâce à son boîtier défini. Sa conformité aux normes RoHS, REACH et sans halogène la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

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

10.1 Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle absolument nécessaire ?

La tension directe (V_F) d'une LED n'est pas une valeur fixe comme une batterie ; elle a une tolérance et un coefficient de température négatif (elle diminue lorsque la jonction chauffe). Connecter une LED directement à une source de tension, même légèrement supérieure à sa V_F, provoquera une augmentation incontrôlable du courant (emballement thermique), détruisant instantanément le composant. La résistance fournit une relation linéaire et prévisible entre la tension d'alimentation et le courant.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une source de 3,3V ?

C'est possible, mais une conception minutieuse est requise. Étant donné que la plage de V_Fest de 2,75V à 3,65V, une LED du Bac 7 (V_F3,35-3,65V) peut ne pas s'allumer du tout à 3,3V, ou sera très faible. Une LED du Bac 5 (V_F2,75-3,05V) fonctionnera, mais la marge de tension (3,3V - V_F) est très faible, rendant le courant très sensible aux variations de V_Fet de la tension d'alimentation. Un pilote à courant constant est fortement recommandé pour une performance stable lorsque la tension d'alimentation est proche de V_F.

10.3 Que signifient les codes de tri (ex. : W1, 6) pour mon application ?

Les codes de tri assurent la cohérence au sein d'un lot de production. Si votre conception nécessite une luminosité uniforme sur plusieurs LED, vous devez spécifier des LED du même bac d'intensité lumineuse (ex. : toutes W1). Si votre conception de circuit a des marges de tension serrées, spécifier un bac de tension directe (ex. : tout le Bac 6) assure un comportement électrique similaire. Pour les applications critiques en termes de couleur, spécifier le bac chromatique est essentiel.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un module capteur IoT compact.

Le module a un espace PCB limité et est alimenté par une connexion USB 5V. Il nécessite trois LED d'état : Alimentation (fixe), Transmission de données (clignotante) et Erreur (clignotante).

1. Sélection des composants :La LED 19-219 est choisie pour son empreinte minuscule, permettant aux trois LED de tenir en rangée sur le bord du petit PCB.
2. Conception du circuit :L'alimentation est de 5V. Visant un courant de pilotage standard de 20mA et utilisant la V_Fmaximale de 3,65V pour une conception conservatrice : R_s= (5V - 3,65V) / 0,020A = 67,5Ω. La valeur de résistance standard 1% la plus proche est 68Ω. Dissipation de puissance : P = (0,020^2)*68 = 0,0272W, donc une résistance standard 1/10W (0,1W) est largement suffisante.
3. Implantation PCB :Le schéma de pastilles de soudure recommandé est utilisé. Une petite zone d'exclusion est maintenue autour de chaque LED pour éviter la fuite de lumière. Les pastilles de cathode sont connectées au plan de masse pour une légère amélioration thermique.
4. Contrôle logiciel :Les LED sont pilotées par les broches GPIO d'un microcontrôleur. Les fonctions de clignotement sont implémentées dans le firmware avec des délais appropriés.
5. Résultat :Un système d'indicateur fiable, lumineux et économe en espace est réalisé. En commandant toutes les LED du même bac lumineux (ex. : V2), la cohérence visuelle est garantie.

12. Introduction au principe technologique

La LED 19-219 génère de la lumière blanche en utilisant une méthode courante et efficace pour les LED CMS. Le cœur du dispositif est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), qui émet de la lumière dans la région bleue du spectre lorsqu'un courant électrique la traverse (électroluminescence). Cette puce LED bleue est encapsulée dans un boîtier rempli d'une résine époxy transparente dopée avec un matériau phosphorescent émettant du jaune. Une partie de la lumière bleue de la puce est absorbée par le phosphore, qui la réémet ensuite sous forme de lumière jaune. La lumière bleue non absorbée restante se mélange à la lumière jaune émise, et l'œil humain perçoit cette combinaison comme de la lumière blanche. Les ratios spécifiques du phosphore et les propriétés de la puce bleue déterminent la température de couleur exacte (blanc froid, blanc pur, blanc chaud) et les coordonnées chromatiques de la lumière émise.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des LED CMS comme la 19-219 continue d'évoluer. Les tendances clés incluent :

• Efficacité accrue (Lumens par Watt) :Les améliorations continues de la technologie des puces InGaN et des formulations de phosphore conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée, signifiant une sortie lumineuse plus brillante pour la même puissance électrique d'entrée.
• Miniaturisation :La recherche de produits finaux plus petits pousse au développement de LED avec des empreintes encore plus réduites et des profils plus bas tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.
• Amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence :Les progrès dans la technologie des phosphores et des processus de tri plus stricts permettent des LED avec des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées et une couleur plus cohérente d'un lot à l'autre, ce qui est critique pour le rétroéclairage des écrans et l'éclairage architectural.
• Intégration et fonctionnalités intelligentes :Bien qu'il s'agisse d'un composant discret, la tendance générale de l'industrie va vers des modules LED intégrés pouvant inclure des pilotes, des contrôleurs et des interfaces de communication (comme I2C) dans un seul boîtier.
• Focus sur la durabilité :La conformité aux réglementations environnementales (RoHS, REACH, sans halogène) est désormais une exigence standard, et l'accent est de plus en plus mis sur la recyclabilité des matériaux et la réduction de l'utilisation d'éléments de terres rares dans les phosphores.