Fiche technique de la lampe LED 313-2SUBC/C470/S400-A4 - Couleur bleue - Tension directe 3,4V - Courant de fonctionnement 20mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes de la lampe LED 313-2SUBC/C470/S400-A4. Ce composant est une diode électroluminescente bleue à haute luminosité, conçue pour des applications exigeant des performances fiables et robustes. Elle est conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH de l'UE et les normes sans halogène, garantissant ainsi son adéquation pour les conceptions électroniques modernes aux exigences matérielles strictes.

La LED est fournie en bande et en bobine pour les processus d'assemblage automatisés et est disponible avec différents angles de vision pour répondre à divers besoins d'application. Son objectif de conception principal est de fournir une intensité lumineuse plus élevée dans un format de boîtier de lampe standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le dispositif. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Courant direct continu (IF) :25 mA. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Dissipation de puissance (Pd) :120 mW. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40 à +85 °C. La plage dans laquelle le dispositif est conçu pour fonctionner.
• Température de stockage (Tstg) :-40 à +100 °C.
• Température de soudure (Tsol) :260°C pendant 5 secondes, définissant la tolérance du profil de soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont mesurées dans des conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20mA) et représentent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (Iv) :630 (Min), 1000 (Typ) mcd. C'est une mesure de la luminosité perçue de la lumière bleue. L'incertitude de mesure est de ±10%.
• Angle de vision (2θ1/2) :20° (Typ). Ceci définit la largeur angulaire à laquelle l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale.
• Longueur d'onde de crête (λp) :468 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λd) :470 nm (Typ). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, avec une incertitude de ±1,0 nm.
• Largeur de bande du spectre de rayonnement (Δλ) :35 nm (Typ). La largeur spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :3,4 (Typ), 4,0 (Max) V. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à 20mA, avec une incertitude de ±0,1V.
• Courant inverse (IR) :50 µA (Max) à VR=5V. Le faible courant de fuite lorsque le dispositif est polarisé en inverse.

3. Explication du système de classement (Binning)

Le produit utilise un système de classement pour catégoriser les unités en fonction de paramètres optiques et électriques clés, garantissant ainsi une cohérence pour l'utilisateur final. Les étiquettes sur l'emballage indiquent ces classes :

• CAT :Classes d'Intensité Lumineuse. Regroupe les LED en fonction de leur sortie Iv mesurée.
• HUE :Classes de Longueur d'Onde Dominante. Regroupe les LED en fonction de leur λd pour assurer une cohérence de couleur.
• REF :Classes de Tension Directe. Regroupe les LED en fonction de leur VF pour faciliter la conception de circuit pour une commande de courant cohérente.

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED qui correspondent aux exigences spécifiques de leur application, ce qui est particulièrement important pour les applications où l'uniformité de couleur ou de luminosité est critique.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution spectrale de puissance de la lumière bleue émise, centrée autour de 468-470 nm avec une largeur de bande typique de 35 nm. Elle confirme la nature monochromatique de la sortie de la LED.

4.2 Diagramme de directivité

Le tracé de directivité visualise l'angle de vision de 20 degrés, montrant comment l'intensité lumineuse diminue lorsque l'angle d'observation s'éloigne de l'axe central (0 degrés).

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe IV)

Cette courbe fondamentale montre la relation exponentielle entre le courant (I) et la tension (V) pour une diode semi-conductrice. La tension directe typique de 3,4V à 20mA est clairement indiquée. La courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant.

4.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse (intensité relative) augmente avec le courant direct. Cependant, le fonctionnement doit rester dans les limites des valeurs maximales absolues (25mA continu) pour éviter la surchauffe et une dégradation accélérée.

4.5 Courbes de dépendance à la température

Deux courbes clés montrent l'effet de la température ambiante (Ta) :
Intensité relative en fonction de la température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. C'est une considération critique pour la gestion thermique dans les applications à haute puissance ou à température ambiante élevée.
Courant direct en fonction de la température ambiante :Illustre comment la caractéristique de tension directe se déplace avec la température, ce qui peut affecter le courant consommé si la LED est pilotée par une source de tension constante.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier de type lampe standard avec deux broches. Le dessin du boîtier fournit les dimensions critiques pour la conception de l'empreinte PCB et l'intégration mécanique.

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres.
• Une spécification clé est que la hauteur de la collerette doit être inférieure à 1,5mm (0,059").
• La tolérance standard pour les dimensions, sauf indication contraire, est de ±0,25mm.
• Le dessin indique clairement la cathode (généralement la broche la plus courte ou un côté plat sur la lentille) pour une polarité correcte lors de l'installation.

Le respect de ces dimensions est crucial pour un placement correct dans l'assemblage automatisé et pour garantir que la LED est correctement positionnée sur le PCB.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour maintenir la fiabilité et les performances du dispositif.

6.1 Façonnage 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 façonnage doit être effectuéavant soldering.
• Les broches doivent être coupées à température ambiante.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Stockage

• Stockage recommandé : ≤ 30°C et ≤ 70% d'humidité relative.
• Durée de conservation après expédition : 3 mois dans ces conditions.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utiliser un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.
• Une fois ouvert, utiliser dans les 24 heures pour éviter l'absorption d'humidité.
• Éviter les changements rapides de température dans les environnements humides pour prévenir la condensation.

6.3 Processus de soudage

Règle critique :Maintenir une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy.

Soudage manuel :
Température de la pointe du fer : 300°C Max (fer de 30W max).
Temps de soudure par broche : 3 secondes Max.

Soudage à la vague (DIP) :
Température de préchauffage : 100°C Max (60 sec max).
Température du bain de soudure & temps : 260°C Max pendant 5 secondes Max.
Un profil de température de soudage recommandé est fourni, mettant l'accent sur une montée en température contrôlée, un temps défini au-dessus du liquidus et un refroidissement contrôlé.

Notes importantes :
Éviter les contraintes sur les broches pendant les opérations à haute température.
Ne pas souder (par immersion ou manuellement) plus d'une fois.
Protéger la LED des chocs mécaniques jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante après le soudage.
Utiliser la température la plus basse possible qui permet d'obtenir un joint de soudure fiable.

6.4 Nettoyage

• Si nécessaire, nettoyer uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤ 1 minute.
• Sécher à température ambiante avant utilisation.
• Le nettoyage par ultrasons n'est généralement pas recommandé. Si absolument nécessaire, une pré-qualification approfondie est nécessaire pour s'assurer qu'aucun dommage ne se produit, car cela dépend de la puissance, de la fréquence et des conditions d'assemblage.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité :
1. Les LED sont placées dans des sacs anti-statiques.
2. Les sacs sont emballés dans des cartons intérieurs.
3. Les cartons intérieurs sont emballés dans des cartons extérieurs principaux.

Quantité d'emballage :
200 à 500 pièces par sac.
5 sacs par carton intérieur.
10 cartons intérieurs par carton extérieur.

7.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes d'emballage incluent :
CPN :Numéro de pièce du client.
P/N :Numéro de pièce du fabricant (ex. : 313-2SUBC/C470/S400-A4).
QTY :Quantité dans l'emballage.
CAT/HUE/REF :Codes de classement pour l'Intensité Lumineuse, la Longueur d'Onde Dominante et la Tension Directe, respectivement.
LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

En raison de sa haute luminosité et de sa couleur bleue, cette LED est adaptée pour :
•Indicateurs d'état :Indicateurs de mise sous tension, de veille ou de fonction active dans l'électronique grand public et industrielle.
•Rétroéclairage :Pour les petits afficheurs LCD, les claviers ou l'éclairage décoratif dans des appareils comme les moniteurs, téléviseurs ou téléphones (comme listé dans la fiche technique).
•Éclairage de panneau :Éclairage pour interrupteurs, panneaux de commande ou instrumentation.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à la valeur souhaitée (ex. : 20mA pour une luminosité typique), ne jamais connecter directement à une source de tension.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (120mW max), assurer une ventilation adéquate si plusieurs LED sont utilisées ou si les températures ambiantes sont élevées, car l'efficacité diminue avec la température.
• Conception du PCB :Suivre précisément les dimensions du boîtier. S'assurer que le marquage de polarité sur le PCB correspond à la cathode de la LED.
• Protection ESD :Bien que non explicitement indiquée comme hautement sensible, les précautions de manipulation ESD standard pour les semi-conducteurs sont recommandées pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principales caractéristiques différenciantes de cette LED, basées sur la fiche technique, sont :
1. Haute luminosité :Une intensité lumineuse typique de 1000 mcd à 20mA est notable pour une LED bleue en boîtier lampe standard.
2. Conformité environnementale :La conformité totale aux normes RoHS, REACH et sans halogène la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.
3. Construction robuste :Conçue pour la fiabilité, avec des directives claires pour le soudage et la manipulation afin d'assurer la longévité.
4. Classement (Binning) :La fourniture de classes d'intensité, de longueur d'onde et de tension permet un contrôle de conception plus précis dans les applications nécessitant une uniformité.

Comparée aux LED non classées ou à intensité plus faible, cette pièce offre une meilleure cohérence et performance pour les applications où ces facteurs sont critiques.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 30mA pour plus de luminosité ?
R : Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu est de 25mA. Dépasser cette valeur risque d'endommager définitivement la LED en raison de la surchauffe et d'une dégradation accélérée. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez une LED conçue pour un courant plus élevé.

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?
R : En utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf) / If. Avec un Vf typique de 3,4V et un If cible de 20mA : R = (5 - 3,4) / 0,02 = 80 ohms. Utilisez le Vf maximum (4,0V) pour calculer la valeur de résistance minimale sûre : R_min = (5 - 4,0) / 0,02 = 50 ohms. Une valeur standard comme 68 ou 75 ohms serait appropriée, garantissant que le courant reste inférieur à 20mA même avec une LED à faible Vf.

Q : Pourquoi l'angle de vision est-il seulement de 20 degrés ?
R : L'angle de vision de 20 degrés est une caractéristique de conception de cette LED spécifique, obtenue grâce à la forme de la lentille en époxy. Il concentre la lumière en un faisceau plus étroit, ce qui donne une intensité lumineuse axiale plus élevée (mcd). Pour un éclairage plus large, une LED avec un angle de vision plus large (ex. : 60° ou 120°) serait nécessaire.

Q : Comment la température affecte-t-elle les performances ?
R : Comme le montrent les courbes, l'augmentation de la température ambiante entraîne une diminution de la sortie lumineuse et un décalage de la tension directe. Pour un fonctionnement stable, en particulier dans des environnements à haute température, une conception thermique appropriée (ex. : surface de cuivre du PCB, ventilation) et éventuellement une compensation de température dans le circuit de commande doivent être envisagées.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.
Le panneau nécessite une LED bleue brillante et distincte pour indiquer l'état "WAN Actif". Quatre LED identiques sont nécessaires pour la symétrie.

Étapes de conception :
1. Sélection :La 313-2SUBC/C470/S400-A4 est choisie pour sa haute luminosité (1000 mcd typ) et sa couleur bleue.
2. Conception du circuit :L'alimentation logique interne du routeur est de 3,3V. L'utilisation du Vf typique de 3,4V présente un défi, car 3,3V est inférieur au Vf requis. Par conséquent, la LED ne peut pas être pilotée directement depuis 3,3V. Une simple pompe de charge ou un circuit élévateur serait nécessaire pour générer une tension >4,0V, ou une LED alternative avec un Vf plus bas doit être sélectionnée. Cela souligne l'importance de vérifier la tension d'alimentation par rapport à la tension directe dès le début de la conception.
3. Conception du PCB :Le dessin du boîtier est utilisé pour créer l'empreinte. Un marqueur de polarité (ex. : une pastille carrée pour la cathode) est ajouté à la sérigraphie du PCB.
4. Assemblage :Les LED sont commandées en bande et en bobine. La machine de placement est programmée avec les coordonnées du centroïde correctes de l'empreinte. Le profil de soudage par refusion suit la recommandation de 260°C de pic pendant 5 secondes.
5. Classement (Binning) :Pour garantir que les quatre LED aient une couleur et une luminosité identiques, une commande est passée en demandant des unités des mêmes classes HUE et CAT.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière semi-conductrice. Son cœur est une puce fabriquée à partir de matériaux InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), comme indiqué dans le Guide de sélection des dispositifs. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode (environ 3,4V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la jonction semi-conductrice. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le bleu (~470 nm). Le boîtier en résine époxy sert à protéger la puce semi-conductrice délicate, agit comme une lentille pour façonner le faisceau de sortie lumineuse (créant l'angle de vision de 20°) et est formulé pour être parfaitement transparent afin de maximiser la transmission de la lumière.

13. Tendances technologiques et contexte

Les LED bleues basées sur la technologie InGaN représentent une avancée significative dans l'éclairage à semi-conducteurs. Le développement de LED bleues efficaces a été une réalisation scientifique majeure, permettant la création de LED blanches (en combinant le bleu avec des phosphores jaunes) et d'affichages RVB en couleur complète. Ce composant particulier illustre une version mature et commercialement optimisée de cette technologie. Les tendances actuelles dans le développement des LED se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour la lumière blanche, l'obtention de densités de puissance plus élevées et une miniaturisation accrue. Bien qu'il s'agisse d'un boîtier lampe standard, l'industrie évolue de plus en plus vers des boîtiers pour dispositifs montés en surface (SMD) comme le 2835 ou le 3030 pour une meilleure performance thermique et un assemblage automatisé. La conformité environnementale (RoHS, Sans Halogène) mise en avant dans cette fiche technique est désormais une exigence standard, reflétant l'attention de l'industrie électronique sur la durabilité et la sécurité des matériaux.