Fiche technique de la lampe LED bi-couleur 209-3SURSYGW/S530-A3 - 3mm rond - Tension 2.0V - Rouge brillant & Vert jaune brillant

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 209-3SURSYGW/S530-A3 est une lampe LED bi-couleur intégrant deux puces semi-conductrices dans un boîtier rond unique de 3mm. Ce dispositif est conçu pour fournir un flux lumineux uniforme et un large angle de vision, le rendant adapté à diverses applications d'indication et de rétroéclairage. La lampe est disponible dans une configuration émettant deux couleurs distinctes : un Rouge Brillant et un Vert Jaune Brillant, obtenues grâce à l'utilisation de la technologie des matériaux AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour les deux puces. Le boîtier est proposé en résine diffusante blanche pour la version bi-couleur, ce qui contribue à diffuser la lumière pour un aspect plus uniforme.

Les principaux avantages de ce produit incluent une fiabilité à l'état solide garantissant une longue durée de vie opérationnelle, une faible consommation d'énergie le rendant compatible avec les circuits intégrés, et la conformité aux principales normes environnementales et de sécurité telles que RoHS, REACH de l'UE, et les exigences sans halogène. Sa conception cible les applications dans l'électronique grand public et les périphériques informatiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti.

• Courant direct continu (IF) : 25 mA pour les deux puces SUR (Rouge Brillant) et SYG (Vert Jaune Brillant).
• Courant direct de crête (IFP) : 60 mA pour les deux puces, admissible sous un cycle de service de 1/10 à 1 kHz.
• Tension inverse (VR) : 5 V. Le dépassement de cette valeur peut provoquer une rupture de jonction.
• Dissipation de puissance (Pd) : 60 mW par puce. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper à Ta=25°C.
• Température de fonctionnement (Topr) : -40°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Température de stockage (Tstg) : -40°C à +100°C.
• Température de soudure (Tsol) : 260°C pendant un maximum de 5 secondes, définissant la tolérance du profil de soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Tension directe (VF) : La valeur typique est de 2,0V pour les deux couleurs, avec une plage allant de 1,7V (Min) à 2,4V (Max). Cette basse tension est essentielle pour un fonctionnement à faible puissance.
• Courant inverse (IR) : Maximum de 10 µA à VR=5V, indiquant une bonne isolation de jonction.
• Intensité lumineuse (IV) : La puce SUR (Rouge) a une intensité typique de 50 mcd, tandis que la puce SYG (Vert Jaune) a une intensité typique de 20 mcd. Cette différence est inhérente à la réponse photopique de l'œil humain et aux matériaux des puces.
• Angle de vision (2θ1/2) : Un large demi-angle de 80 degrés est typique pour les deux couleurs, offrant un diagramme d'émission étendu.
• Longueur d'onde de pic (λp) : SUR : 632 nm (Rouge), SYG : 575 nm (Vert Jaune).
• Longueur d'onde dominante (λd) : SUR : 624 nm, SYG : 573 nm. C'est la perception de la couleur par l'œil humain en tant que longueur d'onde unique.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) : Environ 20 nm pour les deux, définissant la pureté spectrale.

Note : Les incertitudes de mesure sont spécifiées pour la Tension Directe (±0,1V), l'Intensité Lumineuse (±10%) et la Longueur d'Onde Dominante (±1,0nm).

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Caractéristiques de la puce SUR (Rouge Brillant)

Les courbes fournies donnent un aperçu du comportement du dispositif dans différentes conditions.

• Intensité relative vs. Longueur d'onde : Montre un pic prononcé autour de 632 nm, confirmant l'émission rouge.
• Diagramme de directivité : Illustre le profil d'émission de type Lambertien correspondant à l'angle de vision de 80 degrés.
• Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV) : Démontre la relation exponentielle, cruciale pour la conception des circuits de limitation de courant. La courbe montre la tension de seuil typique et la résistance dynamique.
• Intensité relative vs. Courant direct : Montre que le flux lumineux augmente avec le courant mais peut présenter une non-linéarité ou une saturation à des courants plus élevés, soulignant la nécessité de conditions d'alimentation appropriées.
• Intensité relative vs. Température ambiante : Indique une diminution de l'intensité lumineuse lorsque la température ambiante augmente, une caractéristique commune des LED due à l'augmentation de la recombinaison non radiative.
• Courant direct vs. Température ambiante : Montre probablement la relation sous une polarisation à tension constante, mettant en évidence les effets thermiques sur le courant.

3.2 Caractéristiques de la puce SYG (Vert Jaune Brillant)

Des courbes similaires sont fournies pour la puce SYG, avec des différences clés dans les graphiques spécifiques à la longueur d'onde.

• Intensité relative vs. Longueur d'onde : Le pic est centré autour de 575 nm.
• Coordonnées chromatiques vs. Courant direct : Cette courbe unique pour la puce SYG montre comment la couleur perçue (coordonnées chromatiques) peut légèrement se déplacer avec les variations du courant d'alimentation, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.
• La courbe IV, l'intensité vs. courant, et les courbes de dépendance thermique suivent des tendances similaires à la puce SUR mais avec des valeurs spécifiques aux propriétés matérielles de la SYG.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier rond standard de 3mm. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres.
• La hauteur de la collerette doit être inférieure à 1,5mm (0,059\").
• Une tolérance générale de ±0,25mm s'applique sauf indication contraire.
• Le diagramme montre l'espacement des broches, le diamètre du corps et la hauteur totale, qui sont critiques pour la conception de l'empreinte PCB et l'ajustement mécanique.

4.2 Identification de la polarité

Le boîtier présente une collerette ou un côté plat sur la broche cathode (négative). La polarité correcte doit être respectée lors de l'installation pour éviter les dommages par polarisation inverse.

5. Guide de soudure et d'assemblage

5.1 Formage des broches

• La courbure doit se produire à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les contraintes sur la puce interne et les fils de liaison.
• Le formage doit être effectuéavant soldering.
• la soudure. Évitez d'appliquer une contrainte au boîtier. Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes une fois montée.
• Coupez les broches à température ambiante.

5.2 Conditions de stockage

• Stockage recommandé : ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative après expédition.
• Durée de conservation : 3 mois dans ces conditions. Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec atmosphère d'azote et dessiccant.
• Évitez les transitions rapides de température dans des environnements humides pour prévenir la condensation.

5.3 Processus de soudure

Maintenez une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy.

• Soudure manuelle : Température de la pointe du fer max 300°C (pour un fer de 30W max). Temps de soudure max 3 secondes.
• Soudure à la vague/par immersion : Température de préchauffage max 100°C (pendant max 60 sec). Température du bain de soudure max 260°C pendant max 5 secondes.
• Un graphique de profil de soudure recommandé est fourni, montrant typiquement une phase de montée en température, de préchauffage, de refusion et de refroidissement pour gérer la contrainte thermique.
• Évitez les contraintes sur les broches à haute température. Ne soudez pas plus d'une fois.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées dans des matériaux résistants à l'humidité et antistatiques pour les protéger contre les décharges électrostatiques (ESD) et l'humidité environnementale.

• Flux d'emballage : Les LED sont placées dans un sac antistatique. Plusieurs sacs sont placés dans un carton intérieur. Plusieurs cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur.
• Quantité d'emballage : Minimum 200 à 1000 pièces par sac. 4 sacs par carton intérieur. 10 cartons intérieurs par carton extérieur.

6.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage comprend plusieurs codes :

• CPN : Numéro de pièce du client.
• P/N : Numéro de pièce du fabricant (ex. : 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY : Quantité dans l'emballage.
• CAT : Classements pour l'Intensité Lumineuse et la Tension Directe (informations de binning).
• HUE : Classement de couleur (binning de longueur d'onde).
• REF : Référence de Tension Directe.
• LOT No : Numéro de lot de fabrication traçable.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé dans la fiche technique, les applications principales incluent :

• Téléviseurs (indicateurs d'état, rétroéclairage)
• Moniteurs (voyants d'alimentation/activité)
• Téléphones (état de ligne, indicateurs de message en attente)
• Ordinateurs (activité du disque dur, indicateurs d'alimentation)

La capacité bi-couleur permet une indication à double état (ex. : rouge pour veille/erreur, vert pour allumé/OK) en utilisant une seule empreinte de composant.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant : Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à 20mA ou moins pour un fonctionnement continu, en respectant la Valeur Maximale Absolue de 25mA.
• Gestion thermique : Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez-vous que la température ambiante de fonctionnement ne dépasse pas 85°C. Évitez de placer près d'autres sources de chaleur.
• Protection ESDBien qu'emballées dans des matériaux antistatiques, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage.
• Conception optique : Le large angle de vision est adapté à la visualisation directe. Pour une lumière focalisée ou guidée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

8. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec d'autres numéros de pièce ne soit pas fournie dans cette fiche technique unique, les principales caractéristiques différenciantes de ce produit peuvent être déduites :

• Double puce, Bi-couleur en boîtier 3mm : Intègre deux fonctions (deux couleurs) dans un format de boîtier très courant et de petite taille, économisant de l'espace sur la carte par rapport à l'utilisation de deux LED séparées.
• Puces appariées : Les deux puces sont appariées pour un flux lumineux uniforme, ce qui est important pour la cohérence esthétique dans les applications d'indication.
• Matériau AlGaInP : Pour le rouge et le vert-jaune, ce matériau offre généralement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP pour certaines couleurs.
• Conformité complète : Conforme aux normes RoHS, REACH et sans halogène, ce qui est essentiel pour la fabrication d'électronique moderne destinée aux marchés mondiaux.

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

9.1 Puis-je alimenter cette LED en continu à 25mA ?

Bien que la Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu soit de 25mA, les Caractéristiques Électro-Optiques sont spécifiées à 20mA. Pour une opération fiable à long terme et pour tenir compte des variations potentielles de la tension d'alimentation et de la température, il est une pratique de conception standard de fonctionner à ou en dessous de la condition de test typique de 20mA. Fonctionner à 25mA peut réduire la durée de vie et augmenter la contrainte thermique.

9.2 Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle différente pour les puces rouge et vert-jaune ?

La différence (50 mcd vs. 20 mcd typique) est principalement due à deux facteurs : l'efficacité inhérente du matériau AlGaInP à produire de la lumière à ces longueurs d'onde spécifiques, et la sensibilité de l'œil humain (réponse photopique). L'œil est plus sensible à la lumière verte (~555 nm). La puce vert-jaune (575 nm) est plus proche de ce pic que la puce rouge (632 nm), mais l'efficacité du matériau et l'optique interne du boîtier jouent également un rôle significatif dans l'intensité finale mesurée en millicandelas.

9.3 Comment interpréter les codes 'CAT' et 'HUE' sur l'étiquette pour ma conception de circuit ?

'CAT' fait référence aux classements combinés pour l'intensité lumineuse et la tension directe. 'HUE' fait référence au classement de longueur d'onde (couleur). Pour les applications nécessitant une cohérence stricte de la luminosité ou de la couleur entre plusieurs LED, vous devez spécifier ou sélectionner des LED provenant des mêmes classements CAT et HUE. Pour les applications d'indication non critiques, cela peut être moins important. La fiche technique fournit les plages (Min/Typ/Max) ; les classements représentent des subdivisions à l'intérieur de ces plages.

10. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état à double état pour un routeur réseau.

Un concepteur a besoin d'une seule LED pour afficher deux états : Rouge fixe pour 'Erreur système/Démarrage' et Vert Jaune fixe pour 'Fonctionnement normal/En ligne'.

• Sélection du composant : Le 209-3SURSYGW/S530-A3 est idéal car il fournit les deux couleurs requises dans un seul boîtier de 3mm.
• Conception du schéma : La LED a trois broches : anode commune ou cathode commune ? La fiche technique la décrit comme une lampe bi-couleur avec deux puces. Typiquement, de tels boîtiers à 3 broches ont une cathode (ou anode) commune pour les deux puces, l'autre broche pour chaque puce étant séparée. Le concepteur doit vérifier le schéma de connexion interne (impliqué par la structure du numéro de pièce) et concevoir le circuit de pilotage en conséquence, en utilisant deux broches GPIO d'un microcontrôleur avec des résistances en série (ex. : 150-200 Ohms pour une alimentation 5V pour obtenir ~20mA).
• Implantation PCB : Utilisez les dimensions du boîtier pour créer l'empreinte, en vous assurant que l'espacement des trous de 3mm et le marqueur de polarité (collerette) sont correctement représentés. Maintenez la distance de 3mm entre le corps de la LED et toute pastille de soudure conformément au guide de soudure.
• Contrôle logiciel : Pour afficher le rouge, activez la broche de la puce SUR (si cathode commune) tout en gardant la broche SYG basse. Pour afficher le vert-jaune, activez la broche de la puce SYG et gardez la broche SUR basse. Assurez-vous qu'une seule couleur est activée à la fois, sauf si un effet de couleur mixte spécifique est souhaité (ce qui nécessiterait un équilibrage du courant).

11. Introduction au principe technologique

La LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Les puces centrales sont fabriquées en AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium), qui est un semi-conducteur composé III-V.

• Génération de lumière : Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de la puce, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, qui est soigneusement ajustée en modifiant les proportions d'Aluminium, de Gallium et d'Indium dans le réseau cristallin AlGaInP.
• Détermination de la couleur : Pour la puce SUR, la composition est ajustée pour produire des photons avec une énergie correspondant à la lumière rouge (~624-632 nm). Pour la puce SYG, une composition légèrement différente produit des photons pour la lumière vert-jaune (~573-575 nm).
• Fonction du boîtier : Le boîtier en résine époxy remplit plusieurs objectifs : il encapsule et protège la puce semi-conductrice fragile et les fils de liaison contre les dommages mécaniques et environnementaux, il agit comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux (obtenant l'angle de vision de 80 degrés), et dans la version 'Blanc Diffusant', il contient des particules diffusantes pour disperser la lumière et créer un aspect plus uniforme et moins éblouissant.

12. Tendances et contexte de l'industrie

Ce produit reflète plusieurs tendances actuelles de l'industrie des LED :

• Miniaturisation avec fonctionnalité accrue : L'intégration de plusieurs puces (bi-couleur) dans un boîtier standard et petit comme le rond de 3mm permet aux concepteurs d'ajouter des fonctionnalités sans augmenter l'espace sur la carte.
• Accent sur la science des matériaux : L'utilisation de l'AlGaInP pour le rouge et le vert-jaune indique une évolution vers des systèmes de matériaux à plus haute performance offrant une meilleure efficacité, luminosité et stabilité thermique par rapport aux alternatives traditionnelles.
• Conformité environnementale stricte : La mention explicite de la conformité RoHS, REACH et sans halogène est désormais une exigence fondamentale pour les composants utilisés dans l'électronique vendue mondialement, poussée par les réglementations environnementales et la demande des consommateurs.
• Standardisation et fiabilité : Les spécifications détaillées des valeurs maximales absolues, des profils de soudure et des conditions de stockage soulignent l'accent de l'industrie sur la garantie de la fiabilité des composants dans les processus de fabrication automatisés à grand volume. La fourniture de courbes de performance étendues permet aux ingénieurs de faire des prédictions plus précises du comportement des LED dans leurs applications spécifiques.

Bien qu'il s'agisse d'un type de produit mature, sa conception et sa documentation incarnent les attentes actuelles pour un composant optoélectronique discret fiable, conforme et bien spécifié.