Fiche technique de la LED 209UYOSUGC/S530-A3 - Bicolore Orange/Vert - 20mA - 3,3V Typ. - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La 209UYOSUGC/S530-A3 est une LED de montage en surface compacte, conçue pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Elle intègre deux puces semi-conductrices dans un seul boîtier, permettant l'émission de deux couleurs distinctes : Orange Brillant et Vert Brillant. Cette configuration bicolore offre une flexibilité de conception pour l'indication d'état, la signalisation multi-états et l'éclairage esthétique dans les dispositifs électroniques à espace limité.

L'avantage principal de ce produit réside dans sa technologie de puces appariées, qui garantit une sortie lumineuse uniforme et un angle de vision large et cohérent pour les deux couleurs. Construite avec la fiabilité des composants à semi-conducteurs, elle offre une durée de vie opérationnelle nettement supérieure à celle des ampoules à incandescence traditionnelles. Le dispositif est conçu pour un fonctionnement à faible puissance, le rendant compatible avec la logique de commande des circuits intégrés (CI), et il respecte les principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogène.

Le marché cible englobe l'électronique grand public et les périphériques informatiques où une indication d'état fiable, économique et multifonctionnelle est requise. Ses applications principales incluent les téléviseurs, les moniteurs d'ordinateur, les téléphones et divers composants informatiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances de la LED sont définies dans des conditions standard (Ta=25°C). Le dispositif contient deux types de puces distincts, désignés UYO (Orange Brillant) et SUG (Vert Brillant), chacun avec des paramètres uniques.

Tension directe (VF) :La puce UYO (Orange) a une tension directe typique de 2,0 V (min 1,7 V, max 2,4 V) à un courant de test de 20 mA. La puce SUG (Vert) fonctionne à une tension directe typique plus élevée de 3,3 V (min 2,7 V, max 3,7 V) dans la même condition de 20 mA. Cette différence est cruciale pour la conception du circuit, en particulier lors de l'alimentation des deux couleurs à partir d'une même tension d'alimentation, car elle peut nécessiter des résistances de limitation de courant de valeurs différentes ou un pilote à courant constant.

Intensité lumineuse (IV) :L'intensité lumineuse typique pour la puce UYO est de 200 millicandelas (mcd), avec un minimum de 100 mcd. La puce SUG offre une sortie typique plus élevée de 320 mcd, avec un minimum de 160 mcd. Ce paramètre définit la luminosité perçue de la LED.

Angle de vision (2θ1/2) :Les deux puces offrent un angle de vision large et typique de 50 degrés. Ceci définit l'étalement angulaire dans lequel l'intensité lumineuse est au moins la moitié de sa valeur maximale, assurant une bonne visibilité sous différents angles.

Caractéristiques spectrales :La puce UYO émet à une longueur d'onde de crête (λp) de 611 nm et une longueur d'onde dominante (λd) de 605 nm, caractéristique de la région orange-rouge. Sa largeur de bande spectrale (Δλ) est de 17 nm. La puce SUG émet à une longueur d'onde de crête de 518 nm et une longueur d'onde dominante de 525 nm (vert), avec une largeur de bande spectrale plus large de 35 nm.

2.2 Valeurs maximales absolues et paramètres électriques

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne doivent jamais être dépassées dans aucune condition de fonctionnement.

Courant direct continu (IF) :Le courant direct continu maximal admissible pour les puces UYO et SUG est de 25 mA. Fonctionner au-delà de cette limite risque une défaillance catastrophique due à une surchauffe.

Tension inverse (VR) :La tension inverse maximale pouvant être appliquée est de 5 V. La dépasser peut provoquer une rupture de jonction.

Dissipation de puissance (Pd) :La dissipation de puissance maximale pour la puce UYO est de 60 mW, tandis que pour la puce SUG elle est de 90 mW. Cette valeur tient compte de la chaleur totale générée dans le boîtier.

Courant inverse (IR) :À la tension inverse maximale de 5 V, le courant inverse maximal est de 10 μA pour UYO et de 50 μA pour SUG, indiquant les caractéristiques de fuite de la jonction de la diode.

3. Spécifications thermiques et environnementales

Température de fonctionnement (Topr) :Le dispositif est conçu pour un fonctionnement continu dans une plage de température ambiante de -40°C à +85°C.

Température de stockage (Tstg) :Le dispositif peut être stocké sans alimentation dans une plage de température de -40°C à +100°C.

Température de soudure (Tsol) :Le boîtier est compatible avec les procédés de soudure par refusion. Le profil recommandé inclut une température de pic de 260°C pour une durée maximale de 5 secondes. C'est un paramètre critique pour l'assemblage des cartes PCB afin d'éviter d'endommager la résine époxy ou les fils de liaison internes.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Caractéristiques de la puce UYO (Orange)

Les courbes fournies offrent une représentation graphique des comportements clés. La courbeIntensité relative en fonction de la longueur d'ondemontre un pic étroit centré autour de 611 nm, confirmant la couleur orange. Le diagramme deDirectivitéillustre l'angle de vision de 50 degrés, montrant comment l'intensité diminue symétriquement par rapport à l'axe central.

La courbeCourant direct en fonction de la tension directe (I-V)est non linéaire, typique d'une diode. Pour la puce UYO, la tension augmente brusquement une fois le seuil de conduction franchi, puis augmente plus graduellement avec le courant. La courbeIntensité relative en fonction du courant directmontre que la sortie lumineuse augmente linéairement avec le courant jusqu'au maximum nominal, ce qui est essentiel pour le contrôle de gradation analogique.

La courbeIntensité relative en fonction de la température ambiantedémontre l'extinction thermique : lorsque la température augmente, l'efficacité lumineuse et l'intensité de sortie diminuent. La courbeCourant direct en fonction de la température ambiante(à tension constante) montre que pour une tension appliquée fixe, le courant direct augmentera avec la hausse de la température, ce qui est une caractéristique du coefficient de température négatif de la diode pour la tension directe. Cela peut conduire à un emballement thermique s'il n'est pas correctement géré par un circuit de limitation de courant.

4.2 Caractéristiques de la puce SUG (Vert)

Les courbes de la puce SUG suivent des tendances similaires mais avec des valeurs numériques différentes. Sa courbe I-V commence à une tension plus élevée, cohérente avec son Vf typique de 3,3 V. La relation intensité/courant est également linéaire. Une courbe supplémentaire,Coordonnées chromatiques en fonction du courant direct, est fournie pour la puce verte. Cette courbe est cruciale car elle montre comment la couleur perçue (coordonnées x,y sur le diagramme CIE) peut légèrement se déplacer avec les variations du courant de commande, effet plus prononcé dans les LED InGaN (vert/bleu) que dans les LED AlGaInP (rouge/orange).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif utilise un boîtier standard pour montage en surface. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres ; la hauteur de la bride du composant doit être inférieure à 1,5 mm ; et la tolérance générale pour les dimensions non spécifiées est de ±0,25 mm. Le dessin dimensionnel montre généralement la longueur, la largeur et la hauteur du corps, l'espacement des broches (pas), et l'emplacement de l'identifiant de cathode (souvent une encoche, un côté plat ou un point vert sur le boîtier). Une interprétation correcte de ce dessin est essentielle pour la conception de l'empreinte PCB afin d'assurer un placement et une soudure corrects.

6. Guide de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour la fiabilité.Formage des broches :Si les broches doivent être pliées (pour les variantes à trous traversants ou un placement CMS inhabituel), le pliage doit se faire à au moins 3 mm de la base du bulbe en époxy, doit être effectué avant la soudure et doit éviter de stresser le boîtier. La coupe des broches doit se faire à température ambiante.

Stockage :Les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative. La durée de conservation à partir de l'expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), une atmosphère d'azote scellée avec dessiccant est recommandée. Évitez les changements rapides de température dans les environnements humides pour empêcher la condensation.

Procédé de soudure :Maintenez une distance minimale de 3 mm entre le joint de soudure et le bulbe en époxy. Les conditions recommandées sont :

- Soudure manuelle :Température de la pointe du fer ≤300°C (30W max), temps ≤3 secondes.

- Soudure à la vague/par immersion :Préchauffage ≤100°C pendant ≤60 secondes, bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes.

Un graphique de profil de soudure est recommandé, montant une montée en température progressive, un pic soutenu et une phase de refroidissement contrôlée pour minimiser le choc thermique. Évitez toute contrainte sur les broches à haute température. Ne soudez pas le dispositif plus d'une fois en utilisant les méthodes par immersion ou manuelle. Protégez le dispositif des chocs mécaniques jusqu'à ce qu'il refroidisse à température ambiante après soudure. Un refroidissement forcé rapide n'est pas recommandé.

7. Emballage et informations de commande

Le produit est expédié dans un emballage résistant à l'humidité et antistatique pour le protéger des décharges électrostatiques (ESD) et des dommages environnementaux pendant le transport et le stockage. La hiérarchie d'emballage est : les LED sont placées dans un sac antistatique (200-500 pièces par sac). Six sacs sont emballés dans un carton intérieur. Dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton maître (extérieur).

L'étiquette sur l'emballage contient plusieurs codes :

- CPN :Numéro de pièce du client.

- P/N :Numéro de pièce du fabricant (209UYOSUGC/S530-A3).

- QTY :Quantité dans l'emballage.

- CAT :Classe d'intensité lumineuse (bin).

- HUE :Classe de longueur d'onde dominante (bin).

- REF :Classe de tension directe (bin).

- LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

Ces informations de classement (CAT, HUE, REF) sont cruciales pour les applications nécessitant une cohérence stricte de couleur ou de luminosité, car elles permettent la sélection de LED provenant de groupes de performance spécifiques.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

Circuits d'application typiques :La méthode de commande la plus courante est une résistance de limitation de courant en série. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf_LED) / If, où Vf_LED est la tension directe de la puce spécifique commandée (UYO ou SUG) au courant désiré (If, typiquement 20 mA ou moins). L'utilisation d'une seule résistance pour les deux LED en parallèle n'est pas recommandée en raison de leurs caractéristiques Vf différentes ; elles doivent être commandées par des résistances séparées ou commutées indépendamment.

Conception du PCB :L'empreinte PCB doit correspondre exactement aux dimensions du boîtier. Assurez-vous que l'orientation cathode/anode est correcte sur le schéma de circuit. Prévoyez une surface de cuivre adéquate pour la dissipation thermique si le fonctionnement est proche des valeurs maximales, bien que pour une utilisation typique d'indicateur à 20 mA, ce soit moins critique.

Multiplexage :Pour les applications nécessitant un contrôle indépendant des deux couleurs, la LED bicolore peut être connectée dans une configuration à cathode commune ou à anode commune (la fiche technique spécifie qu'il s'agit d'un type bicolore, impliquant deux bornes par couleur, probablement un dispositif à 4 broches). Cela permet de la commander par une broche GPIO d'un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote de LED dédié avec capacité de multiplexage, économisant ainsi des broches d'E/S.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de la 209UYOSUGC/S530-A3 est sacapacité bicolore à double puce dans un seul boîtier CMS. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise de l'espace sur le PCB, simplifie l'assemblage (un placement contre deux) et assure un alignement parfait des deux sources lumineuses. L'appariement des puces pour une sortie et un angle de vision uniformes est une caractéristique de qualité clé pas toujours présente dans les alternatives moins coûteuses.

Sa conformité aux normesSans halogène(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm),RoHS, etREACHla rend adaptée aux produits vendus sur des marchés réglementés sur le plan environnemental comme l'Union européenne. L'angle de vision large spécifié (50°) offre une meilleure visibilité hors axe que les LED à angle plus étroit, ce qui est avantageux pour les indicateurs de panneau.

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

Q : Puis-je alimenter simultanément les LED orange et verte à leur pleine puissance de 20 mA ?

R : Électriquement, oui, si elles sont sur des circuits indépendants. Cependant, considérez la dissipation de puissance totale dans le boîtier. Un fonctionnement simultané à 20 mA entraînerait Pd_UYO ~40 mW et Pd_SUG ~66 mW (en utilisant Vf typique). La génération de chaleur combinée doit être gérée dans les limites thermiques du boîtier, en particulier à haute température ambiante.

Q : Pourquoi les tensions directes sont-elles si différentes entre les puces orange et verte ?

R : Cela est dû aux matériaux semi-conducteurs fondamentaux. La puce orange utilise l'AlGaInP, qui a une énergie de bande interdite plus faible, résultant en une tension directe plus basse (~2,0 V). La puce verte utilise l'InGaN, qui a une bande interdite plus élevée, nécessitant une tension directe plus élevée (~3,3 V) pour réaliser l'injection et la recombinaison des porteurs qui émettent des photons de plus haute énergie (longueur d'onde plus courte).

Q : Comment interpréter les codes 'CAT', 'HUE' et 'REF' sur l'étiquette ?

R : Ce sont des codes de classement. Les fabricants testent les LED et les trient en groupes (bins) en fonction des performances mesurées. 'CAT' groupe les LED par intensité lumineuse (ex. : 160-200 mcd, 200-240 mcd pour SUG). 'HUE' groupe par longueur d'onde dominante (ex. : 520-525 nm, 525-530 nm pour SUG). 'REF' groupe par tension directe. Commander un bin spécifique assure une cohérence plus stricte dans l'apparence et le comportement de votre produit final.

Q : Quel est le but de la distance minimale de 3 mm entre le joint de soudure et le bulbe en époxy ?

R : C'est une règle critique de gestion thermique. Les joints de soudure deviennent très chauds. Si la chaleur de la soudure est conduite trop près du bulbe en époxy, cela peut causer plusieurs problèmes : fissuration par contrainte thermique de l'époxy, dégradation des propriétés optiques de l'époxy (jaunissement) ou dommage aux fils de liaison délicats connectant la puce aux broches. La distance de 3 mm permet au cadre de broches d'agir comme un dissipateur thermique, dissipant la chaleur de soudure avant qu'elle n'atteigne les composants sensibles.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Indicateur double état pour un routeur réseau.Un routeur doit indiquer l'alimentation (fixe) et l'activité réseau (clignotante). En utilisant la 209UYOSUGC/S530-A3, un concepteur peut implémenter cela avec un seul composant : la LED orange peut être commandée par le rail d'alimentation (via une résistance) pour indiquer 'Alimentation activée'. La LED verte peut être connectée à une broche GPIO d'un microcontrôleur (via une autre résistance) et programmée pour clignoter en réponse aux paquets de données réseau. Cela fournit une indication d'état bicolore claire dans une seule empreinte compacte sur le panneau avant. Le large angle de vision de 50 degrés assure que l'état est visible depuis un large éventail de positions devant l'appareil. La conception doit calculer des résistances séparées : par exemple, pour une alimentation de 5 V, R_orange = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms ; R_vert = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ohms (utiliser la valeur standard la plus proche, 82 ou 91 Ohms).

12. Principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa bande interdite est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p. Cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photon (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La lampe 209 utilise deux systèmes de matériaux différents : AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour l'émission orange et InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) pour l'émission verte. Ces matériaux sont cultivés sous forme de couches épitaxiales sur un substrat. La composition spécifique des alliages est soigneusement contrôlée pendant la fabrication pour atteindre les longueurs d'onde de crête et dominantes cibles. Le boîtier en résine époxy sert à protéger les puces semi-conductrices délicates et les fils de liaison, et sa forme en dôme agit comme une lentille primaire pour façonner la sortie lumineuse et obtenir l'angle de vision spécifié.

13. Tendances technologiques et contexte

La 209UYOSUGC/S530-A3 représente une catégorie de produit mature dans la technologie LED. Les tendances clés influençant ce segment incluent :

- Efficacité accrue :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), permettant une luminosité similaire à des courants plus faibles, réduisant ainsi la consommation d'énergie et la génération de chaleur.

- Miniaturisation :La tendance vers des dispositifs électroniques plus petits continue de pousser pour des LED dans des empreintes de boîtier encore plus petites tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.

- Cohérence des couleurs et classement :Les avancées dans le contrôle des processus de fabrication permettent des distributions de performances plus serrées, réduisant le besoin d'un classement extensif et fournissant une couleur et une luminosité plus cohérentes d'un dispositif à l'autre.

- Solutions intégrées :Une tendance vers les pilotes de LED avec contrôle de courant intégré et logique de séquencement, simplifiant la conception des systèmes d'indicateurs multicolores. Bien que le principe de base de la LED bicolore reste stable, ces avancées technologiques environnantes améliorent continuellement les performances, la fiabilité et la facilité d'utilisation de ces composants dans les applications finales.