Fiche technique LED 6324-15SUBC/S400-X10 - Bleu - Tension directe 3,3V - Courant de service 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED bleue haute luminosité, identifiée par la référence 6324-15SUBC/S400-X10. Ce composant appartient à une série spécifiquement conçue pour des applications exigeant une sortie lumineuse supérieure. La LED est proposée dans une configuration de boîtier standard de type "lamp", la rendant adaptée à une large gamme de processus d'assemblage électronique. Sa conception privilégie la fiabilité et la robustesse dans divers environnements de fonctionnement.

Le dispositif est conforme aux principales directives environnementales et de sécurité, notamment RoHS (Restriction des substances dangereuses), les règlements REACH de l'UE, et est fabriqué comme un composant sans halogène. Cette conformité garantit que le produit répond aux normes internationales strictes pour les composants électroniques. La LED est disponible conditionnée en bande et bobine pour un assemblage automatisé par pick-and-place, améliorant l'efficacité de production dans les environnements de fabrication à grand volume.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa combinaison d'une intensité lumineuse élevée et d'un boîtier fiable. Avec une intensité typique de 500 millicandelas (mcd) à un courant de commande standard de 20mA, elle offre une luminosité significative pour son format. Le produit est conçu pour des applications d'indication et de rétroéclairage à usage général dans l'électronique grand public et industrielle. Les marchés cibles clés incluent les fabricants de téléviseurs, moniteurs d'ordinateur, téléphones et divers périphériques informatiques où une indication ou un éclairage bleu constant et brillant est requis. Le choix de différents angles de vision permet aux concepteurs de sélectionner le diagramme de rayonnement optimal pour leur application spécifique, en équilibrant couverture de zone large et intensité axiale.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques de la LED tels que définis dans sa fiche technique. Comprendre ces spécifications est crucial pour une conception de circuit appropriée et pour garantir la fiabilité à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement.

• Courant direct continu (I_F): 25 mA. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu à la LED.
• Courant direct de crête (I_FP): 100 mA. Ce courant pulsé (à un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz) permet de brèves périodes de surintensité, utiles pour le multiplexage ou les applications stroboscopiques.
• Tension inverse (V_R): 5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Dissipation de puissance (P_d): 90 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée comme Tension directe multipliée par Courant direct.
• Température de fonctionnement & de stockage: Le dispositif peut fonctionner de -40°C à +85°C et être stocké de -40°C à +100°C.
• Température de soudure: Les broches peuvent résister à 260°C pendant 5 secondes, ce qui est compatible avec les profils de soudure sans plomb par refusion standard.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de 25°C de température ambiante et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v): La valeur typique est de 500 mcd, avec un minimum de 250 mcd. Ceci spécifie la luminosité perçue de la LED telle que mesurée par l'œil humain.
• Angle de vision (2θ_1/2): 60 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale de crête.
• Longueur d'onde de crête (λ_p): 468 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d): 470 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur "bleue" de la LED.
• Largeur de bande spectrale (Δλ): 35 nm (typique). Ceci indique la largeur spectrale de la lumière émise, mesurée à la moitié de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (V_F): S'étend de 2,7V (min) à 3,7V (max), avec une valeur typique de 3,3V à 20mA. Ceci est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R): Maximum de 50 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

La fiche technique note également les incertitudes de mesure : ±0,1V pour V_F, ±10% pour I_v, et ±1,0nm pour λ_d.

3. Explication du système de binning

Le produit utilise un système de binning pour catégoriser les unités en fonction de paramètres optiques et électriques clés. Ceci assure la cohérence au sein d'un lot de production pour les applications nécessitant un appariement strict de couleur ou de luminosité. L'étiquette d'emballage inclut des codes pour ces bacs :

• CAT: Rangs d'Intensité Lumineuse. Les unités sont triées en bacs en fonction de leur flux lumineux mesuré.
• HUE: Rangs de Longueur d'Onde Dominante. Ceci trie les LED selon leur nuance spécifique de bleu.
• REF: Rangs de Tension Directe. Les LED sont regroupées par leur chute de tension directe au courant de test.

Les concepteurs doivent consulter le fournisseur pour les définitions de codes de bac spécifiques et leur disponibilité afin de s'assurer que le bac sélectionné répond aux exigences de l'application en matière de cohérence de couleur et de performance électrique.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans des conditions variables. Celles-ci sont essentielles pour comprendre la performance au-delà des spécifications ponctuelles à 25°C/20mA.

4.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe montre graphiquement la distribution spectrale de puissance, avec un pic autour de 468 nm et une FWHM typique de 35 nm, confirmant l'émission bleue monochromatique de la puce InGaN.

4.2 Diagramme de directivité

Un diagramme polaire illustre la distribution spatiale de la lumière, correspondant à l'angle de vision de 60 degrés. L'intensité est la plus élevée le long de l'axe central (0°) et diminue symétriquement vers les bords.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente de manière logarithmique avec le courant. Au point de fonctionnement recommandé de 20mA, la tension est typiquement de 3,3V. Cette courbe est vitale pour la gestion thermique, car V_Fa un coefficient de température négatif.

4.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Ce graphique démontre que la sortie lumineuse est approximativement linéaire avec le courant dans la plage de fonctionnement normale. Pousser la LED au-delà de ses valeurs maximales absolues ne produira pas d'augmentation proportionnelle de la lumière et générera une chaleur excessive.

4.5 Courbes de dépendance à la température

Deux courbes clés montrent l'effet de la température ambiante (T_a):

• Intensité relative en fonction de la Température Ambiante.: La sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette déclassement doit être pris en compte dans les conceptions fonctionnant à haute température.
• Courant direct en fonction de la Température Ambiante.: Pour une tension fixe, le courant direct augmenterait avec la température en raison du coefficient de température négatif de V_F. Ceci souligne l'importance critique d'utiliser un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique.

5. Informations mécaniques et de boîtier

La LED est logée dans un boîtier standard de style "lamp". Le dessin du boîtier fournit les dimensions critiques pour la conception de l'empreinte PCB et les vérifications d'encombrement.

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres.
• Une note clé spécifie que la hauteur de la collerette doit être inférieure à 1,5mm (0,059 pouces).
• La tolérance par défaut pour les dimensions non spécifiées est de ±0,25mm.
• Le dessin montre généralement l'espacement des broches, la taille du corps du boîtier, la forme de la lentille et la position de l'indicateur de cathode (généralement un côté plat ou une broche plus courte).

Les concepteurs doivent strictement respecter ces dimensions lors de la création du motif de pastilles PCB pour garantir une soudure et un alignement corrects.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour maintenir la fiabilité. La fiche technique fournit des instructions détaillées.

6.1 Formage des broches

• La courbure doit se produire à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy.
• Formez les broches avant la soudure.
• Évitez de stresser le boîtier ; coupez les broches à température ambiante.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter un stress de montage.

6.2 Stockage

• Stockez à ≤30°C et ≤70% HR. La durée de conservation est de 3 mois à partir de l'expédition.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

6.3 Processus de soudure

Soudure manuelle: Pointe du fer ≤300°C (max 30W), temps ≤3 secondes, maintenez la soudure à ≥3mm de l'ampoule.Soudure à la vague/par immersion: Préchauffage ≤100°C (≤60 sec), bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 sec, maintenez la soudure à ≥3mm de l'ampoule. Un graphique de profil de soudure recommandé est fourni, montant une montée progressive, un plateau dans la limite de 260°C, et une rampe de refroidissement contrôlée. Un refroidissement rapide n'est pas recommandé. Évitez les cycles de soudure multiples et les stress mécaniques pendant que la LED est chaude.

6.4 Nettoyage

Si nécessaire, nettoyez uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute. Évitez le nettoyage par ultrasons sauf si pré-qualifié, car il peut endommager la puce ou les fils de liaison.

6.5 Gestion thermique

Une conception thermique appropriée est critique. Le courant de fonctionnement doit être déclassé à des températures ambiantes plus élevées (se référer à la courbe de déclassement). La température autour de la LED dans l'application finale doit être contrôlée pour maintenir la performance et la longévité.

6.6 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques et aux surtensions, qui peuvent endommager la puce semi-conductrice. Les procédures standard de manipulation ESD (par exemple, postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques) doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont conditionnées pour la protection et la manipulation automatisée :

• Elles sont placées dans des sacs anti-électrostatiques.
• Les sacs sont emballés dans des cartons intérieurs.
• Les cartons intérieurs sont emballés dans des cartons extérieurs principaux.
• Quantité d'emballage: Minimum 200 à 500 pièces par sac. Cinq sacs par carton intérieur. Dix cartons intérieurs par carton extérieur.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage inclut :

• CPN: Numéro de pièce du client.
• P/N: Numéro de pièce du fabricant (6324-15SUBC/S400-X10).
• QTY: Quantité dans l'emballage.
• CAT/HUE/REF: Codes de binning pour l'Intensité, la Longueur d'onde et la Tension.
• LOT No: Numéro de lot de fabrication traçable.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé, les applications principales sont comme indicateurs d'état ou rétroéclairage dans :

• Téléviseurs et Moniteurs (indicateurs d'alimentation, source d'entrée).
• Téléphones (attente de message, état de ligne).
• Ordinateurs et Périphériques (marche, activité du disque dur).

Sa haute luminosité la rend également adaptée aux indicateurs de panneau dans des environnements bien éclairés.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage: Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Tension d'alimentation - V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmax de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites dans toutes les conditions.
• Gestion thermique: Sur un PCB, assurez une surface de cuivre adéquate autour des broches de la LED pour servir de dissipateur thermique, surtout si elle est pilotée près du courant maximum.
• Angle de vision: Sélectionnez la variante d'angle de vision appropriée pour l'application. Un angle de 60 degrés offre un bon équilibre entre luminosité axiale et visibilité large.
• Protection ESD: Dans des environnements sensibles, envisagez d'ajouter une diode de suppression de tension transitoire (TVS) ou un petit condensateur en parallèle avec la LED (avec une résistance en série) pour la protéger contre les pointes de tension.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec des concurrents nécessite des numéros de pièces alternatifs spécifiques, les principales caractéristiques différenciatrices de cette LED basées sur sa fiche technique sont :

• Haute luminosité: 500 mcd typiques à 20mA représentent une sortie significative pour un boîtier standard de type lamp.
• Conformité complète: La conformité simultanée aux normes RoHS, REACH et sans halogène est un avantage majeur pour les marchés mondiaux et les conceptions respectueuses de l'environnement.
• Spécifications robustes: Des valeurs maximales absolues claires et des instructions de manipulation détaillées réduisent le risque d'application.
• Disponibilité en bande et bobine: Prend en charge l'assemblage automatisé à grande vitesse, réduisant le coût de fabrication pour la production en volume.

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

Q1 : Puis-je piloter cette LED directement avec une alimentation 5V ?R : Non. La tension directe typique est de 3,3V. La connecter directement à 5V provoquerait un courant excessif, risquant de détruire la LED. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, avec une alimentation 5V et une cible de 20mA, en utilisant la V_Fmax de 3,7V pour la sécurité : R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohms. Une résistance de 68 Ohms serait un choix standard.

Q2 : Pourquoi l'intensité lumineuse diminue-t-elle lorsque la température ambiante augmente ?R : C'est une caractéristique fondamentale des LED à semi-conducteurs. Lorsque la température augmente, l'efficacité des processus de recombinaison générateurs de lumière à l'intérieur de la puce InGaN diminue, conduisant à une sortie optique plus faible pour la même entrée électrique. La courbe de déclassement quantifie cet effet.

Q3 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de Crête et la Longueur d'onde Dominante ?R : La Longueur d'onde de Crête (468 nm) est le pic physique du spectre de lumière émis. La Longueur d'onde Dominante (470 nm) est une valeur calculée qui représente la longueur d'onde unique de lumière monochromatique pure qui serait perçue par l'œil humain comme ayant la même couleur que la sortie de la LED. Elles sont souvent proches mais pas identiques.

Q4 : À quel point la distance de 3mm pour la soudure et le formage des broches est-elle critique ?R : Très critique. L'ampoule en résine époxy est sensible à la chaleur et au stress mécanique. Maintenir une distance de 3mm garantit que la chaleur de la soudure ne provoque pas de choc thermique sur l'époxy (causant des fissures ou un délaminage) et que le stress de flexion n'est pas transféré aux fils de liaison internes fragiles connectés à la puce semi-conductrice.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'alimentation de façade pour un ordinateur de bureau. Exigences: Visible dans une pièce lumineuse, alimenté par le rail de veille 5V du système, fiable pour un fonctionnement à long terme.Étapes de conception: 1.Sélection du composant: Cette LED bleue est adaptée en raison de sa haute luminosité (500 mcd typique). 2.Calcul du circuit: Utilisation du rail de veille 5V. En supposant une V_Fconservatrice de 3,5V et un I_Fsouhaité de 15mA (pour la longévité et une chaleur réduite), la valeur de la résistance est R = (5V - 3,5V) / 0,015A = 100 Ohms. Puissance nominale de la résistance : P = I²R = (0,015)²* 100 = 0,0225W. Une résistance standard de 1/8W (0,125W) est plus que suffisante. 3.Implantation PCB: Placez la LED à l'emplacement de la façade. Incluez une large zone de cuivre connectée aux broches cathode et anode pour servir de dissipateur thermique. Suivez les dimensions du boîtier pour l'empreinte. 4.Assemblage: Suivez les directives de soudure à la vague si le PCB est assemblé via ce processus, en veillant à ce que la LED soit placée en dernier ou masquée si possible pour minimiser l'exposition thermique.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), comme indiqué dans la section matériaux. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode (environ 2,7V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la puce. 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 définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le bleu (~470 nm). La lentille en résine époxy sert à protéger la puce, à façonner le faisceau de sortie lumineuse (angle de vision de 60 degrés) et à améliorer l'extraction de la lumière du matériau semi-conducteur.

13. Tendances technologiques

La technologie LED continue d'évoluer. Bien que ce composant représente un produit standard mature, les tendances plus larges de l'industrie qui influencent ces dispositifs incluent :

• Efficacité accrue: La recherche continue en science des matériaux vise à améliorer les lumens par watt (efficacité) des LED, réduisant la consommation d'énergie pour la même sortie lumineuse.
• Miniaturisation: La tendance vers des dispositifs électroniques plus petits pousse à des LED dans des empreintes de boîtier toujours plus petites tout en maintenant ou en augmentant la luminosité.
• Fiabilité améliorée: Les améliorations dans les matériaux de boîtier et les techniques de fixation de puce continuent d'étendre les durées de vie opérationnelles et la tolérance aux environnements sévères.
• Intégration intelligente: Une tendance vers des LED avec des pilotes, contrôleurs, voire des capteurs intégrés dans le boîtier, bien que cela soit plus répandu dans les modules d'éclairage haut de gamme que dans les lampes témoins de base.

Cette fiche technique reflète un produit fiable et bien établi, conçu pour des applications de grande consommation où la performance éprouvée et le rapport coût-efficacité sont primordiaux.