Fiche technique LED SMD 19-218/T1D-CQ2R2TY/3T - Blanc pur - 5mA - 90-180mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le 19-218/T1D-CQ2R2TY/3T est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage compact, efficace et fiable. Ce composant représente une avancée significative par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une miniaturisation substantielle et des améliorations de performance dans les équipements finaux.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED SMD est son encombrement physique considérablement réduit. En éliminant les volumineux cadres de broches, elle permet des conceptions de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée et une réduction de la taille globale de l'équipement. Sa construction légère la rend idéale pour les applications portables et miniatures où le poids et l'espace sont des contraintes critiques. Le composant est conditionné sur une bande de 8mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés de prélèvement et de placement, standard dans la fabrication électronique moderne.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED cible un large éventail d'applications électroniques industrielles et grand public. Ses principaux domaines d'application incluent le rétroéclairage des tableaux de bord, des commutateurs et des claviers. Dans les télécommunications, elle sert d'indicateur d'état et de rétroéclairage pour des appareils tels que les téléphones et les télécopieurs. Elle convient également pour fournir un rétroéclairage plat et uniforme aux afficheurs à cristaux liquides (LCD) et pour une utilisation générale comme indicateur lorsqu'une source lumineuse compacte et fiable est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit fiable et pour garantir des performances à long terme.

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 et doit être évité pour des performances fiables.

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement continu.
• Courant direct de crête (I_FP):100mA. Cette valeur de courant pulsé (à un cycle de service de 1/10, 1kHz) permet de supporter de brèves conditions de surintensité, comme lors de pics d'allumage.
• Dissipation de puissance (P_d):95mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques, calculée comme la Tension Directe (V_F) multipliée par le Courant Direct (I_F).
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM):150V. Cela indique une sensibilité modérée à l'électricité statique, nécessitant des procédures de manipulation ESD appropriées pendant l'assemblage.
• Température de fonctionnement & de stockage:-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). La large plage garantit la fonctionnalité dans des environnements sévères.
• Température de soudage:Le composant est compatible avec les procédés de refusion (260°C max pendant 10 sec) et de soudage manuel (350°C max pendant 3 sec), conformément aux exigences d'assemblage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres, mesurés à une température de jonction standard de 25°C, définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_v):90,0 mcd (Min) à 180 mcd (Max) à un courant de test de 5mA. La valeur typique se situe dans cette plage de bin. Une tolérance de ±11% s'applique à l'intensité lumineuse.
• Angle de vision (2θ_1/2):130 degrés (Typique). Ce large angle de vision assure une bonne visibilité sur une grande surface, le rendant adapté aux applications d'indicateur.
• Tension directe (V_F):2,6V (Min) à 3,0V (Max) à 5mA. La tension directe typique est d'environ 2,8V. Une tolérance serrée de ±0,05V est spécifiée.
• Courant inverse (I_R):Maximum 50 µA à une polarisation inverse de 5V. Ce faible courant de fuite indique une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de binning

Pour garantir l'uniformité de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en bins selon des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en bins distincts, chacun avec une valeur minimale et maximale définie mesurée à I_F= 5mA.

• Bin Q2:90,0 mcd à 112 mcd
• Bin R1:112 mcd à 140 mcd
• Bin R2:140 mcd à 180 mcd

Ce binning permet une sélection basée sur les niveaux de luminosité requis pour une application donnée.

3.2 Binning de la tension directe

La tension directe est également binnée pour faciliter la conception du circuit, notamment pour le calcul de la résistance limitatrice et la conception de l'alimentation.

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

3.3 Binning des coordonnées de chromaticité

La couleur de la lumière blanche émise est précisément contrôlée via un binning des coordonnées de chromaticité sur le diagramme CIE 1931, avec une tolérance de ±0,01. La fiche technique définit quatre bins (1, 2, 3, 4), chacun spécifiant une région quadrilatère sur le graphique des coordonnées de couleur x,y. Cela garantit que le point de couleur blanc est cohérent dans une spécification serrée, ce qui est crucial pour des applications comme le rétroéclairage d'afficheur où l'uniformité de couleur est primordiale.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu plus approfondi du comportement du composant dans des conditions variables.

4.1 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour une LED blanche utilisant une puce InGaN avec un phosphore jaune, le spectre présente typiquement un pic bleu dominant de la puce et une émission jaune plus large du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche. La courbe aide à évaluer les propriétés de rendu des couleurs.

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

Cette courbe fondamentale illustre la relation exponentielle entre le courant et la tension aux bornes de la jonction p-n de la LED. Elle est cruciale pour la conception du circuit de pilotage. La courbe montre la tension de seuil et comment la tension directe augmente avec le courant. Les concepteurs l'utilisent pour calculer la valeur appropriée de la résistance limitatrice pour une tension d'alimentation donnée.

4.3 Intensité lumineuse vs. courant direct

Cette courbe démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant direct. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants plus élevés en raison d'effets thermiques et d'efficacité. Il est recommandé de fonctionner dans la région linéaire pour un contrôle prévisible de la luminosité via la modulation du courant.

4.4 Intensité lumineuse vs. température ambiante

Le flux lumineux d'une LED dépend de la température. Cette courbe montre l'intensité lumineuse relative diminuant à mesure que la température ambiante augmente. Comprendre ce déclassement est vital pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée afin de garantir le maintien d'une luminosité suffisante.

4.5 Courbe de déclassement du courant direct

Pour éviter la surchauffe, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente. Cette courbe de déclassement fournit la zone de fonctionnement sûre, spécifiant le I_Fmaximal pour toute température ambiante donnée jusqu'à la température maximale nominale.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement, ou distribution spatiale de la lumière, est représenté. L'angle de vision de 130 degrés indique un diagramme d'émission lambertien ou quasi-lambertien, où l'intensité est maximale à 0 degré (perpendiculaire à la surface émettrice) et diminue vers les bords.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique fournit un dessin mécanique détaillé du boîtier de la LED. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que la taille et la position des bornes soudables. Toutes les tolérances sont typiquement de ±0,1mm sauf indication contraire. Ce dessin est essentiel pour créer l'empreinte PCB (land pattern).

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une disposition de pastilles de soudure suggérée est fournie comme référence pour la conception PCB. Cette recommandation vise à assurer une soudure fiable et un bon alignement pendant la refusion. La fiche technique indique explicitement qu'il s'agit d'une référence uniquement et que les concepteurs doivent modifier les dimensions des pastilles en fonction de leur procédé de fabrication spécifique, du matériau PCB et des exigences de fiabilité.

5.3 Identification de la polarité

La cathode (borne négative) est généralement identifiée sur le boîtier, souvent par un marquage tel qu'une encoche, un point, une teinte verte ou une forme différente du côté cathode. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour assurer un fonctionnement correct.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir la fiabilité et les performances du composant.

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 pour chauffer progressivement la carte et les composants, minimisant le choc thermique.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps au-dessus de 217°C doit être de 60–150 secondes.
• Température de pic :Maximum 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Taux de chauffage maximal de 3°C/sec jusqu'à 255°C, et taux de refroidissement maximal de 6°C/sec.

La fiche technique conseille fortement que le soudage par refusion ne soit pas effectué plus de deux fois pour éviter un stress thermique excessif sur le boîtier et les fils de liaison.

6.2 Instructions de soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, des précautions spécifiques doivent être prises :

• Utiliser un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C.
• Appliquer de la chaleur sur chaque borne pendant pas plus de 3 secondes.
• Utiliser un fer d'une puissance inférieure à 25W.
• Laisser un intervalle d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne.
• Le document avertit que des dommages surviennent souvent pendant le soudage manuel, la prudence est donc essentielle.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessicant pour empêcher l'absorption de l'humidité atmosphérique, ce qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" (fissuration du boîtier) pendant la refusion.

• Avant ouverture :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La \"durée de vie au sol\" est de 1 an sous ≤30°C et ≤60% HR. Les composants non utilisés doivent être rescellés dans un emballage étanche à l'humidité.
• Séchage :Si l'indicateur de dessicant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éliminer l'humidité.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée pour l'assemblage automatisé.

• Largeur de la bande porteuse : 8mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :3000 pièces.

Des dessins dimensionnels détaillés pour les alvéoles de la bande porteuse et la bobine sont fournis pour garantir la compatibilité avec les chargeurs des équipements automatisés.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• P/N :Numéro de produit (le numéro de pièce complet, par ex. 19-218/T1D-CQ2R2TY/3T).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (par ex. R1, R2).
• HUE :Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante.
• REF :Classe de tension directe (par ex. 29, 30).
• LOT No :Numéro de lot pour la traçabilité de fabrication.
• QTY :Quantité conditionnée sur la bobine.

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 Limitation et protection du courant

Règle de conception critique :Une résistance limitatrice de courant externedoitêtre utilisée en série avec la LED. La tension directe d'une LED a un coefficient de température négatif et une tolérance de fabrication serrée. Une légère augmentation de la tension d'alimentation ou une diminution de V_Fdue à la température peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice, si elle n'est pas limitée par une résistance. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice qui garantit que I_Fne dépasse pas la valeur maximale dans les pires conditions.

8.2 Gestion thermique

Bien que les LED SMD soient efficaces, une partie de la puissance électrique d'entrée est convertie en chaleur. Pour une longévité optimale et un flux lumineux stable :

• Respectez les spécifications de dissipation de puissance (95mW) et de déclassement du courant.
• Prévoyez une surface de cuivre adéquate sur le PCB connectée aux plots thermiques de la LED (le cas échéant) ou aux bornes pour servir de dissipateur thermique.
• Assurez une bonne ventilation dans le boîtier du produit final, en particulier dans les environnements à température ambiante élevée.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Avec une classification ESD HBM de 150V, ce composant a une sensibilité modérée. Mettez en œuvre les précautions ESD standard pendant la manipulation, l'assemblage et les tests :

• Utilisez des postes de travail et des bracelets de mise à la terre.
• Stockez et transportez les composants dans un emballage conducteur ou antistatique.
• Envisagez d'ajouter des diodes de suppression de tension transitoire (TVS) ou d'autres circuits de protection sur le PCB si la LED est connectée à des interfaces externes sujettes aux événements ESD.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciens boîtiers de LED traversantes, cette LED SMD offre des avantages distincts :

• Taille & Densité :Considérablement plus petite, permettant des agencements PCB à haute densité impossibles avec des composants à broches.
• Coût & Vitesse d'assemblage :Entièrement compatible avec les lignes de technologie de montage en surface (SMT) automatisées, réduisant le temps et le coût d'assemblage par rapport à l'insertion et au soudage manuels.
• Performance :Offre souvent un meilleur chemin thermique vers le PCB (via les soudures) que les LED traversantes à corps en époxy, offrant potentiellement une longévité légèrement meilleure à des courants de pilotage similaires.
• Sans plomb & RoHS :Fabriqué avec des matériaux conformes RoHS, répondant aux réglementations environnementales mondiales.

Le principal compromis est l'exigence de procédés de fabrication et d'assemblage PCB plus précis.

10. Questions fréquemment posées (FAQ) basées sur les paramètres techniques

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la V_Fmaximale de 3,0V de la fiche technique et un I_Fcible de 20mA (en dessous du maximum de 25mA pour la marge), le calcul est : R = (5V - 3,0V) / 0,020A = 100 Ohms. La puissance dissipée dans la résistance est P = I²² * R = (0,02)² * 100 = 0,04W, donc une résistance standard de 1/8W (0,125W) ou 1/4W convient. Vérifiez toujours la luminosité avec le bin réel des LED reçues.²10.2 Puis-je piloter cette LED sans résistance limitatrice en utilisant une source de courant constant ?

Oui, un pilote à courant constant est une méthode excellente et souvent préférée, surtout pour maintenir une luminosité constante malgré les variations de température et de tension. Réglez la source de courant constant sur le I

souhaité (par ex. 20mA). Le pilote ajustera automatiquement la tension aux bornes de la LED pour maintenir ce courant. Cette méthode est plus efficace et précise que l'utilisation d'une résistance en série._F10.3 Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle spécifiée à 5mA au lieu du maximum de 25mA ?

La condition de test à 5mA est un point de référence standard de l'industrie qui permet une comparaison facile entre différents modèles de LED de divers fabricants. Il représente un point de fonctionnement commun et modéré. Les concepteurs peuvent utiliser les courbes de performance (Intensité lumineuse vs. Courant direct) pour extrapoler la luminosité attendue à leur courant de fonctionnement prévu, comme 20mA.

10.4 Comment interpréter les bins de coordonnées de chromaticité ?

Chaque numéro de bin (1, 2, 3, 4) correspond à une zone quadrilatère spécifique sur le diagramme de couleur CIE 1931 (x,y) fourni dans la fiche technique. Les coordonnées définissent le point de couleur de la lumière blanche. Pour les applications nécessitant un appariement des couleurs (par ex., rétroéclairages multi-LED), spécifier et utiliser des LED du même bin de chromaticité est crucial pour éviter des différences de couleur visibles entre les LED adjacentes.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Rétroéclairage de commutateurs de tableau de bord

Dans un tableau de bord automobile, plusieurs commutateurs nécessitent un rétroéclairage uniforme et fiable. Plusieurs LED 19-218 peuvent être placées derrière des capots de commutateur translucides. En pilotant toutes les LED à partir du même circuit à courant constant et en s'assurant qu'elles proviennent des mêmes bins d'intensité lumineuse (CAT) et de chromaticité (HUE), une luminosité et une couleur cohérentes sur tous les commutateurs peuvent être obtenues. Le large angle de vision de 130 degrés assure que la lumière est visible depuis la perspective du conducteur.

11.2 Indicateur d'état sur un appareil réseau

Pour un indicateur d'état d'alimentation ou de liaison sur un routeur, une seule LED pilotée à 10-15mA fournit une luminosité suffisante. Le boîtier SMD permet de la placer très près d'un petit guide de lumière ou d'une lentille diffusante sur le boîtier de l'appareil. La résistance limitatrice peut être calculée en fonction de la tension logique interne de l'appareil (par ex. 3,3V). La conformité sans plomb garantit que l'appareil répond aux normes environnementales pour la vente mondiale.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une jonction p-n semi-conductrice fabriquée à partir de matériaux Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la jonction (environ 2,6-3,0V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La puce InGaN elle-même émet de la lumière dans le spectre bleu. Pour créer de la lumière blanche, le composant intègre un revêtement de phosphore jaune (la couleur de la résine est jaune diffusée). Une partie de la lumière bleue de la puce excite ce phosphore, lui faisant émettre de la lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune générée est perçue par l'œil humain comme blanche. Cette méthode est connue sous le nom de technologie de LED blanche à conversion de phosphore.

13. Tendances et contexte technologiques

La LED 19-218 représente une technologie de boîtier SMD mature et largement adoptée. La tendance générale du développement des LED continue vers plusieurs domaines clés :

Efficacité accrue (Lumens par Watt) :

• Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et la technologie des phosphores produisent plus de flux lumineux pour la même puissance électrique d'entrée, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.Indice de rendu de couleur (IRC) plus élevé :
• Pour les applications où la perception précise des couleurs est importante (par ex., éclairage de vente au détail, photographie), des LED avec des mélanges de phosphores multiples ou des structures novatrices sont développées pour émettre un spectre plus complet, améliorant les valeurs d'IRC.Miniaturisation :
• Des empreintes de boîtier encore plus petites (par ex., tailles métriques 0402, 0201) sont disponibles pour les applications extrêmement limitées en espace, bien qu'avec souvent un compromis sur le flux lumineux total et la capacité de gestion thermique.Solutions intégrées :
• Le marché voit une croissance des LED avec des résistances limitatrices intégrées, des diodes de protection ou même des circuits de pilotage complets, simplifiant la conception de circuit pour les utilisateurs finaux.LED intelligentes et contrôlables :
• L'intégration avec des circuits de gradation par modulation de largeur d'impulsion (PWM) et des interfaces adressables numériques (comme WS2812) est courante, permettant un contrôle dynamique de la couleur et de la luminosité.Bien que ce composant spécifique soit un dispositif standard, monochrome et non adressable, ses performances fiables et sa compatibilité avec les processus automatisés assurent sa pertinence continue dans une vaste gamme d'applications d'indicateur et de rétroéclairage où la simplicité, le rapport coût-efficacité et la robustesse sont les principaux objectifs de conception.

While this specific component is a standard, single-color, non-addressable device, its reliable performance and compatibility with automated processes ensure its continued relevance in a vast array of indicator and backlighting applications where simplicity, cost-effectiveness, and robustness are primary design goals.