Fiche technique de la LED à réflecteur CMS 67-22/R6BHC-B07/2T - Boîtier P-LCC-4 - Rouge/Bleu - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques de la référence 67-22/R6BHC-B07/2T, une LED à montage en surface (CMS) dotée d'un réflecteur intégré dans un boîtier P-LCC-4. Ce composant est conçu pour délivrer une luminosité élevée avec un angle de vision large, ce qui en fait un choix optimal pour les applications nécessitant des indicateurs visuels clairs ou un rétroéclairage uniforme. Le produit est disponible en deux variantes de puce distinctes : la R6 (Rouge Vif) et la BH (Bleue), toutes deux encapsulées dans une fenêtre en résine incolore transparente. Sa conception intègre un réflecteur interne pour améliorer l'efficacité et la directivité de l'émission lumineuse.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa compatibilité avec les équipements automatiques de placement, son aptitude aux procédés de soudage par refusion en phase vapeur, et sa disponibilité en bande et bobine pour la production en grande série. C'est un composant sans plomb conforme aux réglementations environnementales en vigueur. Les marchés cibles principaux sont les télécommunications, l'électronique grand public et les panneaux de contrôle industriel, où elle sert d'indicateur fiable, de rétroéclairage pour écrans LCD et commutateurs, ou de source lumineuse pour des guides de lumière.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Les limites opérationnelles du composant sont définies dans des conditions ambiantes spécifiques (Ta=25°C). Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Tension inverse (VR) :Maximum 5V. C'est un paramètre critique pour la protection du circuit ; l'application d'une polarisation inverse au-delà de cette valeur peut endommager la jonction de la LED.
• Courant direct (IF) :Le courant continu direct nominal diffère selon les puces : 50 mA pour la R6 (Rouge) et 25 mA pour la BH (Bleue). La condition de fonctionnement typique spécifiée dans la fiche technique est de 20mA.
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA pour les deux puces, applicable pour un fonctionnement en impulsions sous des cycles de service spécifiés.
• Dissipation de puissance (Pd) :120 mW pour la R6 et 95 mW pour la BH. Ce paramètre, ainsi que la résistance thermique (implicite), détermine la puissance maximale admissible dans des conditions thermiques données.
• Plages de température :Température de fonctionnement (Topr) de -40°C à +85°C ; Température de stockage (Tstg) de -40°C à +90°C.
• Température de soudage :Le composant peut supporter un soudage par refusion avec une température de crête de 260°C pendant 10 secondes maximum, ou un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes maximum.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont mesurées à Ta=25°C et IF=20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 90 mcd à un maximum de 225 mcd pour les deux puces R6 et BH. La valeur typique se situe dans cette plage de classement.
• Angle de vision (2θ1/2) :La largeur à mi-hauteur est typiquement de 120 degrés, offrant un diagramme d'émission très large idéal pour un éclairage de grande surface.
• Longueur d'onde :
  • R6 (Rouge) :La longueur d'onde de crête (λp) est typiquement de 632 nm. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 621 nm à 631 nm.
  • BH (Bleue) :La longueur d'onde de crête (λp) est typiquement de 468 nm. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 466,5 nm à 471,5 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Approximativement 20 nm pour la R6 et 25 nm pour la BH, définissant la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :
  • R6 (Rouge) :Varie de 1,75V à 2,35V à 20mA.
  • BH (Bleue) :Varie de 2,9V à 3,7V à 20mA. Cette tension directe plus élevée est caractéristique des LED bleues à base d'InGaN.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

Note sur les tolérances :La fiche technique spécifie les tolérances de fabrication : Intensité lumineuse (±11%), Longueur d'onde dominante (±1nm), et Tension directe (±0,1V). Celles-ci sont importantes pour la cohérence de la conception.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) selon des paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les deux puces R6 et BH sont regroupées en quatre classes d'intensité (Q2, R1, R2, S1) lorsqu'elles sont mesurées à IF=20mA. Les classes définissent des valeurs minimales et maximales, permettant aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application, du standard (Q2 : 90-112 mcd) à la haute luminosité (S1 : 180-225 mcd).

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Pour la puce R6 (Rouge), la longueur d'onde dominante est classée en deux codes : FF1 (621-626 nm) et FF2 (626-631 nm). Cela permet de sélectionner une teinte de rouge spécifique. La puce BH (Bleue) a une plage spécifiée unique et plus étroite (466,5-471,5 nm), indiquant une plus grande cohérence dans la longueur d'onde bleue.

3.3 Classement par tension directe

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

• R6 (Rouge) :Classes 0 (1,75-1,95V), 1 (1,95-2,15V), et 2 (2,15-2,35V).
• BH (Bleue) :Classes 11 (2,90-3,10V), 12 (3,10-3,30V), 13 (3,30-3,50V), et 14 (3,50-3,70V).

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit des courbes caractéristiques pour les deux variantes R6 et BH, offrant un aperçu plus approfondi des performances dans des conditions variables.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre une relation quasi-linéaire entre le courant direct et le flux lumineux jusqu'au courant nominal. Elle confirme que 20mA est un point de fonctionnement standard bien situé dans la région linéaire pour les deux couleurs. L'alimentation de la LED à des courants plus élevés augmente le flux mais augmente également la température de jonction et accélère la dépréciation des lumens.

4.2 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique est crucial pour la gestion thermique. Il illustre le courant direct continu maximal admissible en fonction de la température ambiante (Ta). Lorsque Ta augmente, le courant maximal autorisé diminue linéairement. Pour un fonctionnement fiable à des températures ambiantes élevées (par exemple, +85°C), le courant direct doit être significativement réduit par rapport à sa valeur nominale à 25°C.

4.3 Distribution spectrale

Les tracés spectraux montrent la puissance rayonnante normalisée en fonction de la longueur d'onde. La courbe R6 est centrée autour de 632 nm avec une largeur de bande typique, tandis que la courbe BH est centrée autour de 468 nm. Ces graphiques sont utiles pour les applications sensibles à un contenu spectral spécifique.

4.4 Tension directe en fonction du courant direct

Cette courbe caractéristique IV démontre la relation exponentielle typique des diodes. La tension augmente de manière logarithmique avec le courant. La courbe aide à comprendre la résistance dynamique de la LED et est essentielle pour concevoir des circuits de pilotage efficaces.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire représente visuellement l'angle de vision typique de 120°. L'intensité est normalisée par rapport à la valeur de crête (sur l'axe). Le diagramme montre une distribution de type Lambertienne, courante pour les LED avec une lentille diffuse ou un réflecteur, fournissant un éclairage large et uniforme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier P-LCC-4 (Porteur de puce à plomb plastique, 4 broches). Le dessin coté détaillé spécifie les dimensions globales, l'espacement des broches et les détails de la cavité. Les dimensions clés incluent l'empreinte, qui est critique pour la conception des pastilles du PCB. Le boîtier intègre une coupelle réflectrice intégrée qui entoure la puce LED, servant à collimater la lumière et à augmenter l'intensité lumineuse frontale. L'anode et la cathode sont clairement marquées sur le diagramme du boîtier.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de température de soudage par refusion sans plomb détaillé est fourni. Les phases clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes, avec une vitesse de montée maximale de 3°C/sec.
• Refusion (Au-dessus du liquidus) :Le temps au-dessus de 217°C doit être de 60-150 secondes. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à moins de 5°C de la crête doit être d'un maximum de 10 secondes.
• Refroidissement :Vitesse de refroidissement maximale de 6°C/sec.

Note critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois pour éviter les dommages par contrainte thermique au boîtier et aux fils de liaison.

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

• Sensibilité à l'humidité :Le composant est emballé dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les pièces ne soient prêtes à l'emploi. La durée de vie en salle après ouverture est de 168 heures dans des conditions de ≤30°C et ≤60% HR.
• Séchage (Baking) :Si le temps de stockage est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant change, un traitement de séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).
• Protection contre le courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les LED sont des dispositifs pilotés en courant ; un petit changement de tension directe peut provoquer un grand changement de courant, pouvant entraîner une défaillance instantanée.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une contrainte mécanique sur le corps de la LED pendant le processus de soudage.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni sur bande porteuse de 8mm, enroulée sur des bobines standard. Chaque bobine contient 2000 pièces. Des dessins détaillés des dimensions des alvéoles de la bande porteuse et des dimensions de la bobine sont fournis pour assurer la compatibilité avec les chargeurs des équipements d'assemblage automatique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes :

• P/N :Le numéro de pièce du fabricant (67-22/R6BHC-B07/2T).
• QTY :La quantité de pièces sur la bobine.
• CAT, HUE, REF :Codes correspondant respectivement à la classe d'Intensité lumineuse, de Longueur d'onde dominante et de Tension directe.
• LOT No :Numéro de lot pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Équipements de télécommunications :Indicateurs d'état sur routeurs, modems, téléphones et télécopieurs.
• Rétroéclairage LCD :Rétroéclairage par les bords ou direct pour petits écrans LCD monochromes ou couleur dans les appareils électroménagers, instruments et dispositifs portables.
• Éclairage de commutateurs et symboles :Rétroéclairage pour claviers à membrane, pavés numériques et légendes de panneaux.
• Applications de guides de lumière :Servant de source lumineuse pour des guides de lumière en acrylique ou PC qui transportent la lumière du PCB vers un panneau avant ou un affichage.
• Indicateurs d'état généraux :Indicateurs d'alimentation, d'activité, d'alarme ou de mode dans une large gamme de produits électroniques.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Valim - Vf) / If, où Vf doit être choisi dans la valeur maximale de la classe (par exemple, 2,35V pour la R6, 3,7V pour la BH) pour une conception conservatrice garantissant que le courant ne dépasse jamais 20mA même avec les tolérances de tension d'alimentation et la variation de Vf.
• Gestion thermique :Pour un fonctionnement continu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal, considérez la conception du PCB. Utilisez des zones de cuivre adéquates connectées au plot thermique de la LED (le cas échéant) ou aux broches de cathode pour servir de dissipateur thermique.
• Conception optique :Le large angle de vision de 120° peut nécessiter des guides de lumière, des diffuseurs ou des lentilles pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques. Le réflecteur intégré fournit une bonne intensité frontale mais peut ne pas convenir à des exigences de faisceau extrêmement étroit.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement classée pour l'ESD, les précautions de manipulation ESD standard doivent être observées pendant l'assemblage pour éviter des dommages latents à la jonction semi-conductrice.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED CMS standard sans réflecteur intégré, ce composant offre une intensité lumineuse frontale significativement plus élevée pour le même courant de pilotage, grâce à l'effet collecteur de lumière de la coupelle réflectrice. Le boîtier P-LCC-4 offre une structure mécanique plus robuste que les boîtiers à l'échelle de la puce, offrant souvent de meilleures performances thermiques via ses broches. La disponibilité d'informations de classement détaillées pour l'intensité, la longueur d'onde et la tension permet une conception système plus précise et une meilleure cohérence du produit final par rapport aux LED non classées ou classées de manière large. La combinaison d'un large angle de vision et d'une bonne intensité en fait un choix polyvalent là où une visibilité depuis des angles hors axe et une performance brillante sur l'axe sont nécessaires.

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

10.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond le plus étroitement à la couleur perçue de la lumière de la LED. Pour la conception, en particulier dans les applications sensibles à la couleur, la longueur d'onde dominante et son classement sont plus pertinents.

10.2 Puis-je alimenter cette LED à 30mA au lieu de 20mA ?

Bien que la caractéristique absolue maximale pour le courant direct continu soit de 50mA (R6) ou 25mA (BH), les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 20mA. L'alimentation à 30mA produira plus de lumière mais augmentera également la dissipation de puissance, la température de jonction et pourrait accélérer la dépréciation des lumens. Il est essentiel de consulter la courbe de déclassement et de s'assurer que la température de jonction reste dans des limites sûres. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est recommandé de respecter la condition typique de 20mA.

10.3 Pourquoi la tension directe de la LED bleue est-elle supérieure à celle de la rouge ?

Cela est dû aux matériaux semi-conducteurs fondamentaux. La LED rouge R6 utilise de l'AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium), qui a une énergie de bande interdite plus faible. La LED bleue BH utilise de l'InGaN (Nitrure de Gallium Indium), qui a une bande interdite plus large. Une bande interdite plus large nécessite plus d'énergie pour que les électrons la traversent, ce qui se traduit par une tension directe plus élevée pour le même courant.

10.4 Comment interpréter les codes de classement lors de la commande ?

Lors de la passation d'une commande, vous pouvez spécifier les codes de classement souhaités pour CAT (Intensité), HUE (Longueur d'onde) et REF (Tension) pour vous assurer de recevoir des LED dont les paramètres de performance sont dans votre fenêtre de conception spécifique. Par exemple, pour une sortie rouge vif cohérente, vous pourriez spécifier CAT=S1 et HUE=FF2. Si non spécifié, vous recevrez des pièces des classes de production standard.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs multi-états pour un commutateur réseau.Le panneau nécessite des LED rouges pour "Alarme Critique", des LED bleues pour "Système Actif", et doit être visible depuis différents angles dans une unité montée en rack. La 67-22/R6BHC-B07/2T est sélectionnée.

Mise en œuvre :Les variantes R6 (Rouge) et BH (Bleue) sont utilisées. Le concepteur sélectionne la classe d'intensité S1 pour une luminosité maximale et spécifie des classes de longueur d'onde serrées (par exemple, FF2 pour le rouge) pour la cohérence des couleurs sur toutes les unités. Un circuit de pilotage simple est conçu en utilisant une alimentation 5V. Pour la LED bleue (Vf max=3,7V @20mA), la résistance de limitation de courant est calculée : R = (5V - 3,7V) / 0,02A = 65 Ohms. Une résistance standard de 68 Ohms est choisie. Pour la LED rouge (Vf max=2,35V), R = (5V - 2,35V) / 0,02A = 132,5 Ohms ; une résistance de 130 Ohms est utilisée. Le large angle de vision de 120° garantit que les indicateurs sont clairement visibles même lorsque le technicien n'est pas directement face au panneau. Les composants sont placés à l'aide d'équipements automatiques à partir de la bande et bobine fournies.

12. 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 la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. Le système de matériau AlGaInP produit de la lumière rouge, orange et jaune, tandis que le système InGaN produit de la lumière bleue, verte et blanche (lorsqu'il est combiné avec un phosphore). Le réflecteur intégré dans ce boîtier est une cavité façonnée, généralement en matériau hautement réfléchissant, qui entoure la puce. Il redirige la lumière qui serait autrement émise latéralement ou vers l'arrière vers l'avant du boîtier, augmentant ainsi l'intensité lumineuse frontale utile et contrôlant le diagramme de faisceau.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED CMS comme celle-ci suit les tendances plus larges de l'industrie vers la miniaturisation, l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt) et une fiabilité accrue. L'utilisation de la technologie à réflecteur dans une empreinte de boîtier standard est une méthode rentable pour améliorer les performances sans passer à des types de boîtiers plus coûteux comme le chip-on-board (COB) ou des boîtiers avancés. Il y a une volonté continue d'améliorer l'efficacité des matériaux AlGaInP (rouge) et InGaN (bleu/vert), conduisant à une luminosité plus élevée pour le même courant ou la même luminosité à puissance plus faible. Les innovations en matière de boîtiers se concentrent sur une meilleure gestion thermique pour gérer des densités de puissance accrues et sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et de l'uniformité angulaire des couleurs (ACU) sur l'ensemble du diagramme d'émission. L'accent mis sur la conformité sans plomb et RoHS, comme on le voit dans cette fiche technique, reflète le virage de l'industrie vers une fabrication respectueuse de l'environnement.