Spécifications de la LED CMS 3210 Jaune / Jaune-Vert - Dimensions 3,2x1,0x1,48mm - Tension 1,8-2,4V - Puissance 48mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant LED compact pour montage en surface. Le dispositif est fabriqué en combinant une puce jaune-vert et une puce jaune, logées dans un boîtier miniature de 3,2 mm x 1,0 mm x 1,48 mm. Il est conçu pour des applications d'indication et d'affichage à usage général où l'espace est limité et où des performances fiables sont requises.

1.1 Avantages principaux

• Angle de vision extrêmement large :Caractérisé par un angle de vision typique (2θ1/2) de 140 degrés, garantissant une excellente visibilité depuis diverses positions.
• Compatibilité CMS :Parfaitement adapté à tous les processus d'assemblage et de soudage par refusion standard de la Technologie de Montage en Surface (CMS).
• Sensibilité à l'humidité :Classé au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3, ce qui définit des exigences spécifiques de manipulation et de pré-séchage avant le soudage par refusion.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.2 Applications cibles

• Indicateurs d'état et d'alimentation dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et l'équipement industriel.
• Rétroéclairage pour les interrupteurs, boutons et symboles sur les panneaux de commande.
• Applications d'éclairage et d'affichage à usage général nécessitant des sources lumineuses compactes et fiables.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres suivants sont spécifiés dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ts) de 25°C et un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire.

2.1.1 Paramètres optiques

• Longueur d'onde dominante (λd) :Définit la couleur perçue.
  • Jaune (Y) :Disponible en deux gammes : Code 2K (585-590 nm) et Code 2L (590-595 nm).
  • Jaune-Vert (YG) :Disponible en trois gammes : Code A20 (562,5-565 nm), B10 (565-567,5 nm) et B20 (567,5-570 nm).
• Largeur spectrale à mi-hauteur (Δλ) :Environ 15 nm pour les deux variantes Jaune et Jaune-Vert, indiquant une émission de couleur relativement pure.
• Intensité lumineuse (Iv) :Le flux lumineux mesuré en millicandelas (mcd).
  • Jaune (Y) :Proposé en trois grades d'intensité : 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd) et 1AW (150-200 mcd).
  • Jaune-Vert (YG) :Le code 1EO spécifie une plage d'intensité de 30-50 mcd.

2.1.2 Paramètres électriques

• Tension directe (VF) :S'étend de 1,8V à 2,4V pour les deux couleurs à 20mA. La valeur typique se situe autour du milieu de cette plage.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant de bonnes caractéristiques de diode.
• Résistance thermique (RθJ-S) :La résistance thermique jonction-point de soudure est spécifiée à 450 °C/W. Ce paramètre est crucial pour calculer l'élévation de température de la jonction pendant le fonctionnement.

2.2 Valeurs maximales absolues

Des contraintes dépassant ces limites peuvent causer des dommages permanents au dispositif.

• Dissipation de puissance (Pd) :48 mW
• Courant direct continu (IF) :20 mA
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA (pulsé, cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms)
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :2000 V
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +85°C
• Température maximale de jonction (Tj) :95°C

3. Analyse des courbes de performance

La spécification inclut plusieurs graphiques caractéristiques qui fournissent une compréhension plus approfondie du comportement de la LED dans différentes conditions.

3.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe IV)

La courbe montre une relation exponentielle typique. La tension directe augmente avec le courant, à partir de la tension de seuil. Les concepteurs utilisent ceci pour sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées pour leurs circuits de commande.

3.2 Courant direct vs Intensité lumineuse relative

Ce graphique démontre que le flux lumineux augmente approximativement de manière linéaire avec le courant direct jusqu'au maximum nominal. Un fonctionnement au-delà de 20mA donne des rendements décroissants et risque de dépasser les limites thermiques.

3.3 Dépendance à la température

• Température des broches vs Intensité relative :L'intensité lumineuse diminue lorsque la température des broches (et donc de la jonction) augmente. C'est une caractéristique fondamentale des LED due à l'augmentation de la recombinaison non radiative à des températures plus élevées.
• Température des broches vs Courant direct :Montre la déclassement du courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante/des broches augmente, afin de maintenir la température de jonction sous la limite de 95°C.

3.4 Courant direct vs Longueur d'onde dominante

Des graphiques séparés pour les LED Jaune et Jaune-Vert montrent que la longueur d'onde dominante se décale légèrement avec le courant de commande. Pour le Jaune-Vert, la longueur d'onde augmente d'environ 567,5 nm à environ 574,5 nm lorsque le courant passe de 0 à 30 mA. Pour le Jaune, elle augmente d'environ 587,5 nm à environ 592,5 nm. Ce décalage doit être pris en compte dans les applications critiques en termes de couleur.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à l'empreinte du boîtier 3210 (longueur 3,2 mm x largeur 1,0 mm). La hauteur totale est de 1,48 mm. Des vues détaillées du dessus, du côté, du dessous et de la polarité sont fournies dans les dessins de spécification. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de la polarité et motif de soudure

La borne cathode (négative) est clairement marquée. Un motif de pastille de soudure recommandé (empreinte) est fourni pour la conception de la carte de circuit imprimé, avec des dimensions de pastille de 1,30 mm x 0,80 mm et un espacement (pas) de 2,00 mm entre les pastilles. Un espace de 0,30 mm entre la pastille et le corps du composant est recommandé.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Instructions de soudage par refusion CMS

Le composant est conçu pour les processus de soudage par refusion sans plomb. En raison de son classement MSL 3, le dispositif doit être pré-séché selon la norme IPC/JEDEC applicable (généralement 125°C pendant 4 à 8 heures) si le sac barrière à l'humidité a été ouvert ou si la limite de temps d'exposition a été dépassée. Le profil de température de refusion spécifique (préchauffage, stabilisation, température de pic de refusion et taux de refroidissement) doit suivre les recommandations pour des composants CMS similaires et les spécifications d'assemblage de la carte. La température maximale du corps pendant le soudage ne doit pas dépasser la température de stockage nominale.

5.2 Précautions de manipulation

• Manipulez toujours les LED avec des précautions contre les décharges électrostatiques (ESD).
• Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille et les broches.
• N'utilisez pas de solvants susceptibles d'endommager la lentille en époxy (par exemple, les cétones) pour le nettoyage.
• Suivez strictement les procédures d'emballage sensibles à l'humidité.

6. Conditionnement et fiabilité

6.1 Spécification de conditionnement

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée enroulée sur bobines pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. La spécification inclut les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse, le diamètre de la bobine et la taille du moyeu. Une spécification d'étiquetage pour la bobine est également définie.

6.2 Emballage résistant à l'humidité

Les bobines sont emballées dans des sacs barrières à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité pour maintenir l'intégrité du MSL 3 pendant le stockage et le transport.

6.3 Éléments de test de fiabilité

Le document fait référence aux conditions de test de fiabilité standard, qui incluent probablement des tests tels que :

• Durée de vie en stockage à haute température
• Stockage à basse température
• Cyclage thermique
• Test d'humidité
• Résistance à la chaleur de soudure

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Conception de circuit

• Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Valim - VF) / IF, où VF est la tension directe typique ou maximale de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas 20 mA.
• Pour une luminosité constante en fonction de la température ou dans des réseaux multi-LED, envisagez d'utiliser un pilote à courant constant au lieu d'une simple source de tension avec une résistance.
• Prenez en compte la tolérance de la tension directe lors de la conception pour des alimentations basse tension afin de garantir une commande de courant adéquate.

7.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la gestion thermique est cruciale pour la fiabilité. La résistance thermique de 450 °C/W signifie qu'à pleine commande de 20 mA (dissipation de puissance d'environ 48 mW), la température de jonction sera d'environ 21,6°C au-dessus de la température du point de soudure (48 mW * 450°C/W). Assurez-vous que la carte de circuit imprimé peut dissiper cette chaleur, en particulier dans des ambiances à haute température ou dans des espaces clos, pour maintenir Tj en dessous de 95°C.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 140 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité grand angle sans optique secondaire. Pour une lumière dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

8. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sonempreinte compacte 3210combinée à uneintensité lumineuse relativement élevéepour sa taille, en particulier dans la version Jaune. La disponibilité de gammes précises de longueur d'onde et d'intensité (par exemple, YG A20/B10/B20) permet une meilleure cohérence de couleur dans la production en série par rapport aux LED avec des gammes plus larges. Le classement MSL 3 offre un équilibre entre la protection contre l'humidité et la nécessité d'un pré-séchage avant l'assemblage, ce qui est courant pour de nombreux boîtiers CMS.

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

9.1 Puis-je commander cette LED à 30 mA pour plus de luminosité ?

Réponse :Non. La valeur maximale absolue pour le courant direct continu est de 20 mA. Dépasser cette valeur provoquera une température de jonction excessive, entraînant une dépréciation accélérée du flux lumineux et potentiellement une défaillance catastrophique. Utilisez le courant de crête pulsé (60 mA) uniquement pour des cycles de service très courts comme spécifié.

9.2 Pourquoi l'intensité lumineuse de la LED Jaune-Vert semble-t-elle inférieure à celle de la Jaune ?

Réponse :Cela est lié à la sensibilité spectrale de l'œil humain (réponse photopique). L'œil est le plus sensible à la lumière verte (~555 nm). Le Jaune-Vert (565-570 nm) est proche de la sensibilité maximale, donc moins de puissance rayonnante est nécessaire pour atteindre une luminosité perçue donnée (intensité lumineuse en mcd). La lumière Jaune (585-595 nm) se situe dans une région de sensibilité oculaire plus faible, nécessitant plus de puissance rayonnante pour atteindre la même luminosité perçue, d'où les valeurs mcd plus élevées pour une technologie de puce et un courant de commande similaires.

9.3 Comment sélectionner la gamme correcte pour mon application ?

Réponse :Pour les applications critiques en termes de couleur (par exemple, des indicateurs d'état qui doivent correspondre à une couleur d'entreprise spécifique ou à d'autres LED sur un panneau), spécifiez la gamme de longueur d'onde la plus étroite qui correspond à votre objectif de coût (par exemple, YG B10 au lieu de la plage A20 plus large). Pour l'indication générale où la couleur absolue est moins critique, les gammes standard ou plus larges sont acceptables. De même, sélectionnez la gamme d'intensité en fonction de la luminosité requise et du courant de commande que vous prévoyez d'utiliser.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario :Conception d'un module de capteur IoT compact avec une LED d'état multicolore. L'espace est extrêmement limité sur la carte de circuit imprimé.

Mise en œuvre :Le boîtier 3210 est idéal. Une LED Jaune-Vert (par exemple, gamme B20, 567,5-570 nm) pourrait être utilisée pour un indicateur "sous tension/actif". Une LED Jaune (gamme 2L, 590-595 nm) pourrait indiquer un état "avertissement" ou "veille". Les deux peuvent être commandées depuis les broches GPIO du microcontrôleur (3,3 V) en utilisant des résistances de limitation de courant séparées. Calcul pour la LED Jaune (en supposant VF typique=2,1 V, IF cible=15 mA pour une durée de vie plus longue) : R = (3,3 V - 2,1 V) / 0,015 A = 80 Ohms. Utilisez la valeur standard suivante (82 Ohms). Le courant réel sera légèrement inférieur, et l'intensité sera proportionnellement inférieure à la valeur nominale à 20 mA, ce qui est acceptable pour un indicateur d'état.

11. Principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la ou des puces semi-conductrices. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). Les matériaux spécifiques (par exemple, Phosphure d'Aluminium Gallium Indium - AlGaInP pour le jaune/rouge, ou des variantes de Phosphure de Gallium - GaP pour le vert) déterminent l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier intègre une lentille en époxy qui façonne le flux lumineux et assure une protection environnementale.

12. Tendances technologiques

Le marché des LED CMS comme la 3210 continue de demander :Efficacité accrue :Une efficacité lumineuse plus élevée (plus de flux lumineux par watt électrique) pour permettre des indicateurs plus brillants ou une consommation d'énergie plus faible.Miniaturisation :Des boîtiers encore plus petits (par exemple, 2016, 1515) tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.Cohérence de couleur améliorée :Des tolérances de classement plus serrées pour la longueur d'onde et l'intensité afin de réduire la variation de couleur dans les produits finis sans tri manuel.Fiabilité améliorée :Des matériaux et des techniques de conditionnement améliorés pour résister à des températures de refusion plus élevées (pour les processus sans plomb) et à des environnements de fonctionnement plus sévères.Solutions intégrées :Croissance des composants LED avec régulation de courant intégrée (pilotes LED à courant constant) ou circuits de commande (LED RVB adressables), bien que la LED d'indication de base décrite ici reste un composant fondamental et largement utilisé.