Fiche technique LED CMS 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T - Blanc pur - 2.6-3.0V - 25mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Il s'agit d'un type monochrome, émettant une lumière blanche pure, et fabriqué à partir de matériaux sans plomb, garantissant ainsi la conformité aux réglementations environnementales telles que RoHS. Son principal avantage réside dans sa taille miniature, qui facilite les conceptions de circuits imprimés (PCB) plus petits, une densité de composants plus élevée, et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus compacts et légers.

1.1 Avantages clés et marché cible

Les principaux bénéfices de ce composant LED découlent de son conditionnement CMS. Comparé aux LED traditionnelles à broches, il offre des économies d'espace significatives sur le PCB, des besoins de stockage réduits, et est entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés de type pick-and-place, rationalisant ainsi les processus de fabrication en grande série. Il est également compatible avec les techniques standard de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur. Ces caractéristiques en font un choix idéal pour les applications où la miniaturisation, la réduction de poids et la production automatisée sont critiques. Ses marchés cibles incluent l'électronique grand public, l'intérieur automobile, les télécommunications et les usages généraux d'indication/rétroéclairage.

2. Spécifications techniques : Analyse objective approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée et objective des paramètres électriques, optiques et thermiques de la LED tels que définis dans la fiche technique. Comprendre ces limites et ces valeurs de performance typiques est essentiel pour une conception de circuit fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• 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. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, fréquence 1 kHz).
• Dissipation de puissance (P_d) :110 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (T_a) de 25°C.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 à +85 °C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg) :-40 à +90 °C.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :150 V. Cela indique une sensibilité modérée à l'électricité statique, nécessitant des précautions ESD standard lors de la manipulation.
• 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

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de T_a= 25°C et représentent une performance typique.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 72 mcd à un maximum de 180 mcd, avec une valeur typique comprise dans cette plage, lorsqu'elle est pilotée à I_F= 5 mA. Une tolérance de ±11% s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Un angle de vision large typique de 130 degrés, indiquant un modèle d'émission diffus adapté à l'éclairage de zone et au rétroéclairage.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,6 V (min) à 3,0 V (max) à I_F= 5 mA. Une tolérance de ±0,05V est notée. Ce paramètre est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 µA lorsqu'une tension inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de tension pour leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse

La sortie lumineuse est catégorisée en quatre codes de tri (Q1, Q2, R1, R2), chacun définissant une plage spécifique de millicandelas mesurée à I_F= 5 mA. Par exemple, le tri Q1 couvre les LED avec une intensité de 72 à 90 mcd, tandis que le tri R2 couvre 140 à 180 mcd.

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est triée en quatre codes (28, 29, 30, 31), chacun représentant une plage de 0,1 V de 2,6-2,7V jusqu'à 2,9-3,0V à I_F= 5 mA. Cela aide à concevoir les alimentations et à prévoir les variations de consommation de courant.

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

La couleur blanche pure est définie dans le système de coordonnées chromatiques CIE 1931. La fiche technique spécifie six codes de tri (1 à 6) au sein du Groupe "A", chacun défini par une zone quadrilatère sur le diagramme CIE x,y. Les coordonnées de chaque coin de tri sont fournies, avec une tolérance de ±0,01. Cela garantit que la lumière blanche émise se situe dans un espace colorimétrique contrôlé et cohérent.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu du comportement de la LED dans des conditions variables, ce qui est vital pour une conception robuste.

4.1 Distribution spectrale

La courbe d'intensité lumineuse relative en fonction de la longueur d'onde montre la sortie spectrale de cette LED blanche, typiquement générée par une puce LED bleue combinée à un phosphore jaune. Le pic et la largeur spectrale influencent la qualité de couleur perçue et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC).

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

Cette courbe illustre la relation non linéaire entre le courant et la tension. Elle montre la tension de seuil et comment V_Faugmente avec I_F. Ces données sont essentielles pour la gestion thermique et la conception du pilote, car les chutes de tension excessives aux bornes de la LED se convertissent en chaleur.

4.3 Intensité lumineuse vs. courant direct

Ce graphique montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage. Elle est généralement non linéaire, et un fonctionnement au-dessus du courant recommandé peut entraîner des rendements décroissants en efficacité et accélérer la dépréciation du flux lumineux.

4.4 Intensité lumineuse vs. température ambiante

Cette courbe démontre l'effet d'extinction thermique : lorsque la température de jonction augmente, la sortie lumineuse diminue typiquement. Comprendre ce déclassement est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.

4.5 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque T_aaugmente, le I_Fmaximal autorisé doit être réduit pour éviter de dépasser la température de jonction maximale du composant et sa puissance de dissipation nominale.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement polaire confirme visuellement l'angle de vision de 130 degrés, montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique fournit un dessin dimensionnel détaillé du boîtier de la LED. Les mesures clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que les dimensions et l'espacement des plots d'électrodes. Toutes les tolérances sont typiquement de ±0,1 mm sauf indication contraire. Un motif de pastilles (layout des plots) de PCB suggéré est fourni à titre de référence, mais il est conseillé aux concepteurs de le modifier en fonction de leur processus de fabrication spécifique et de leurs exigences de fiabilité.

5.2 Identification de la polarité

La borne cathode (négative) est typiquement identifiée sur le boîtier, souvent par un marquage tel qu'une encoche, un point ou une teinte verte. Une orientation de polarité correcte lors de l'assemblage est obligatoire pour un fonctionnement correct.

6. Directives de soudage et d'assemblage

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

6.1 Limitation du courant

Une résistance de limitation de courant externe estobligatoire. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (en tenant compte du tri), et du courant de fonctionnement souhaité (ne pas dépasser 25 mA en continu).

6.2 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. Si le sac est ouvert, les composants ont une "durée de vie hors sac" de 1 an dans des conditions contrôlées (30°C/60% HR max). Dépasser cette durée ou si l'indicateur de dessiccant change de couleur nécessite un séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures avant le soudage par refusion pour éviter les dommages de type "pop-corn" dus à la vaporisation de l'humidité.

6.3 Profil de soudage par refusion

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

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60-150 secondes.
• Température de pic :260°C maximum, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Maximum 6°C/sec en chauffage et 3°C/sec en refroidissement au-dessus de 255°C.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier pendant le chauffage et le refroidissement.

6.4 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C et appliquer la chaleur sur chaque borne pendant pas plus de 3 secondes. Utiliser un fer de faible puissance (25W max) et laisser un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre les bornes. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes pour le retrait, et l'effet sur les caractéristiques de la LED doit être évalué au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur une bobine de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies dans la fiche technique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs identifiants clés :

• P/N :Le numéro de produit complet.
• QTY :La quantité de pièces sur la bobine.
• CAT :Le code de tri par intensité lumineuse (ex. : Q1, R2).
• HUE :Le code de tri par coordonnées chromatiques (ex. : 1, 4).
• REF :Le code de tri par tension directe (ex. : 28, 30).
• LOT No :Numéro de lot pour la traçabilité.

Ces informations permettent une traçabilité précise et la sélection de composants triés pour la production.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Intérieur automobile :Rétroéclairage pour les instruments de tableau de bord, les interrupteurs et les panneaux de contrôle.
• Télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, éclairage d'interrupteurs et indicateurs symboliques.
• Indication à usage général :État de l'alimentation, indicateurs de mode et éclairage décoratif dans divers appareils électroniques.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que petite, la LED génère de la chaleur. Assurer une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats, surtout lors d'un pilotage près du courant maximum ou à haute température ambiante. Respecter la courbe de déclassement du courant.
• Conception optique :Le large angle de vision de 130 degrés offre une bonne visibilité hors axe. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Mettre en œuvre des contrôles ESD standard dans la zone d'assemblage. Envisager d'ajouter une suppression de tension transitoire sur les lignes sensibles si l'environnement d'application est sujet aux décharges statiques.Restrictions d'application :
• La fiche technique note que ce composant de qualité commerciale standard peut ne pas être adapté aux applications haute fiabilité sans qualification supplémentaire. Celles-ci incluent les applications militaires/aérospatiales, les systèmes de sécurité automobile (ex. : airbags, freins) et les équipements médicaux critiques. Pour de telles utilisations, consulter le fabricant pour des variantes de produit conçues et testées pour répondre aux normes strictes pertinentes.9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED traversantes plus grandes, la différenciation principale de cette LED CMS 16-216 est son facteur de forme et sa compatibilité avec l'assemblage automatisé. Elle permet une miniaturisation significative. Dans la catégorie des LED CMS, ses paramètres clés—tels que ses catégories d'intensité lumineuse spécifiques, son large angle de vision et ses catégories de chromaticité définies pour le blanc pur—permettent aux concepteurs de sélectionner un composant avec une performance prévisible pour une qualité de produit final cohérente. Le système de tri détaillé est un avantage particulier pour les applications nécessitant un appariement précis de la luminosité et de la couleur sur plusieurs unités.

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

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser ?

La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V

alim_{- V}) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (3,0V) pour une conception conservatrice qui garantit que le courant ne dépasse jamais votre I_Fcible (ex. : 20 mA pour une marge de sécurité en dessous du max de 25 mA). Pour une alimentation de 5V : R = (5V - 3,0V) / 0,020 A = 100 Ω. Toujours calculer également la dissipation de puissance dans la résistance : P = I_F* R._F²10.2 Pourquoi la luminosité diminue-t-elle lorsque la carte chauffe ?

Cela est dû à l'"extinction thermique", une propriété fondamentale des semi-conducteurs LED. Lorsque la température de jonction augmente, l'efficacité quantique interne diminue, entraînant une sortie lumineuse plus faible. Ceci est illustré graphiquement dans la courbe "Intensité lumineuse vs. Température ambiante". Une conception thermique appropriée atténue cet effet.

10.3 Puis-je l'alimenter avec une tension de 3,3V sans résistance ?

Même si la tension d'alimentation est proche de la V

No.typique de la LED, l'absence d'une résistance de limitation de courant est dangereuse. Les tolérances de fabrication et les variations de température signifient que la V_Fréelle pourrait être inférieure à 3,3V, provoquant un courant excessif. Une résistance (ou un pilote à courant constant) est toujours nécessaire pour un fonctionnement fiable et sûr._F10.4 Que signifient les codes de tri (CAT, HUE, REF) sur l'étiquette ?

Ces codes spécifient le sous-groupe de performance exact des LED sur cette bobine.

est le tri de luminosité (Intensité lumineuse).CATest le tri de couleur (Chromaticité).HUEest le tri de tension directe. Commander par des codes de tri spécifiques garantit l'uniformité de la luminosité, de la couleur et du comportement électrique tout au long de votre série de production.REF11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur grand public.

Le panneau a 5 LED indiquant l'alimentation, internet, Wi-Fi et l'activité de deux ports Ethernet. L'utilisation de la LED 16-216 en blanc pur offre un aspect propre et moderne. Le concepteur sélectionne le tri R1 pour l'intensité (112-140 mcd) pour assurer une bonne visibilité, et le tri 29 pour la tension (2,7-2,8V) pour une consommation de courant prévisible. Une ligne 5V est disponible sur le PCB. En utilisant la Vmax de 2,8V et un I_Fcible de 15 mA pour une longue durée de vie et une faible chaleur, la valeur de la résistance est (5V - 2,8V) / 0,015A = 147 Ω (une résistance standard de 150 Ω est choisie). Le layout du PCB utilise les dimensions de pastilles suggérées avec une petite liaison de décharge thermique vers un plan de masse pour la dissipation de chaleur. Les LED sont placées après tous les processus de refusion à haute température pour les autres composants afin de minimiser l'exposition thermique._F12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons se recombinent avec les trous, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. Cette LED "blanche pure" particulière est presque certainement une LED blanche à conversion de phosphore. Elle utilise une puce semi-conductrice qui émet de la lumière bleue (typiquement InGaN). Cette lumière bleue excite partiellement un revêtement de phosphore jaune sur la puce. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune émise se mélange pour produire une lumière perçue comme blanche par l'œil humain. Les ratios spécifiques et la composition du phosphore déterminent les coordonnées chromatiques exactes ("point de couleur") sur le diagramme CIE.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED CMS comme le 16-216 suit les tendances plus larges de l'électronique : miniaturisation, efficacité accrue et amélioration de la fabricabilité. Les tendances en cours dans l'industrie des LED incluent :

Efficacité accrue (lm/W) :

• Des améliorations continues de l'efficacité quantique interne et des techniques d'extraction de la lumière conduisent à des LED plus lumineuses aux mêmes courants de pilotage ou inférieurs.Qualité de couleur améliorée :
• Les progrès dans la technologie des phosphores permettent des LED avec un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevé et des catégories de température de couleur plus cohérentes, offrant une meilleure qualité de lumière pour les écrans et l'éclairage.Fiabilité et durée de vie supérieures :
• Les améliorations des matériaux de conditionnement et des structures de gestion thermique augmentent la durée de vie opérationnelle et la stabilité des LED, en particulier dans des conditions de haute température et de courant élevé.Miniaturisation accrue :
• La recherche de dispositifs plus petits se poursuit, conduisant à des empreintes de boîtier encore plus petites et des hauteurs de profil plus basses tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.Solutions intégrées :
• Une tendance vers les LED avec des résistances de limitation de courant intégrées, des diodes de protection ou même des circuits intégrés pilotes dans le boîtier, simplifiant la conception de circuit pour les utilisateurs finaux.Ces tendances visent à fournir aux concepteurs des composants plus performants, fiables et faciles à utiliser pour une gamme d'applications toujours plus large.

These trends aim to provide designers with more capable, reliable, and easier-to-use components for an ever-widening range of applications.