Fiche Technique de la Lampe LED 1003SUGD/S400-A4 - Vert Brillant - 20mA - 3.3V - 50mcd - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED haute luminosité de couleur vert brillant. Cet appareil fait partie d'une série conçue pour des applications exigeant une sortie lumineuse supérieure. Il utilise la technologie de puce InGaN encapsulée dans une résine diffusante verte, produisant une émission verte brillante distincte. Les caractéristiques clés incluent un large angle de vision de 110 degrés, une disponibilité en bande et bobine pour l'assemblage automatisé, et la conformité aux exigences RoHS et sans plomb, garantissant une responsabilité environnementale et une compatibilité de fabrication.

La LED est conçue pour la fiabilité et la robustesse dans diverses applications électroniques. Sa construction privilégie des performances stables dans des conditions de fonctionnement standard, en faisant un composant adapté à la fois pour l'électronique grand public et industrielle où une couleur et une intensité lumineuse constantes sont critiques.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents à l'appareil peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• 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 cycle de service de 1/10, 1 kHz) permet de brèves périodes d'alimentation plus élevée, utile pour le multiplexage ou les effets stroboscopiques.
• Tension inverse (V_R): 5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Dissipation de puissance (P_d): 90 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement et de stockage: Plage de -40°C à +85°C (fonctionnement) et de -40°C à +100°C (stockage).
• Température de soudage: Résiste à 260°C pendant 5 secondes, compatible avec les profils de refusion sans plomb standard.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de 20mA de courant direct et 25°C de température ambiante (Ta). Ils définissent les performances typiques que les utilisateurs peuvent attendre.

• Intensité lumineuse (I_v): La valeur typique est de 50 millicandelas (mcd), avec un minimum de 16 mcd. Ceci quantifie la luminosité perçue de la lumière verte émise.
• Angle de vision (2θ_1/2): 110 degrés (typique). Ce large angle indique que la LED émet de la lumière sur un large cône, adapté à l'éclairage de zone ou aux indicateurs nécessitant une large visibilité.
• Longueur d'onde de crête (λ_p): 518 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d): 525 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain comme correspondant à la couleur de la LED, définissant sa teinte "vert brillant".
• Tension directe (V_F): 3.3 V (typique), avec un maximum de 4.0 V à 20mA. Ceci est crucial pour la conception du circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R): Maximum de 50 µA sous une tension inverse de 5V, indiquant une bonne intégrité de la jonction.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent les performances dans des conditions variables. Celles-ci sont essentielles pour une conception robuste.

3.1 Distribution spectrale et de directivité

Lacourbe d'Intensité relative en fonction de la Longueur d'ondemontre un spectre d'émission étroit centré autour de 518-525 nm, caractéristique des LED vertes à base d'InGaN. Lacourbe de Directivitéconfirme visuellement l'angle de vision de 110 degrés, montrant comment l'intensité lumineuse diminue depuis l'axe central.

3.2 Caractéristiques électriques et thermiques

Lacourbe Courant direct en fonction de la Tension directe (Courbe I-V)présente la relation exponentielle classique d'une diode. Au point de fonctionnement typique de 20mA, la tension est d'environ 3.3V. Les concepteurs doivent utiliser cette courbe pour s'assurer que le pilote peut fournir une tension suffisante, en particulier à basse température où V_F increases.

Lacourbe d'Intensité relative en fonction du Courant directest généralement linéaire dans la plage de courant inférieure, indiquant une couleur et une efficacité stables. Lescourbes d'Intensité relative en fonction de la Température ambianteetCourant direct en fonction de la Température ambiantedémontrent les effets thermiques. La sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, tandis que la tension directe diminue. Ceci souligne la nécessité d'une gestion thermique pour maintenir une luminosité constante.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier radial à broches standard de type "lampe". Les dimensions critiques incluent l'espacement des broches, le diamètre du corps et la hauteur totale. La hauteur de la collerette est spécifiée pour être inférieure à 1.5mm. La tolérance standard pour les dimensions est de ±0.25mm sauf indication contraire. Les ingénieurs doivent se référer au dessin coté détaillé pour la conception précise de l'empreinte PCB.

4.2 Identification de la polarité

La polarité est généralement indiquée par la longueur des broches (la broche la plus longue est l'anode) et/ou par un méplat sur la lentille ou le corps de la LED près de la broche cathode. Une polarité correcte est essentielle au fonctionnement.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour prévenir les dommages et assurer une fiabilité à long terme.

5.1 Formage des broches

• La courbure doit se produire à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy pour éviter les contraintes sur le joint d'étanchéité.
• Formez les broches avant le soudage.
• Coupez les broches à température ambiante.
• Assurez-vous que les trous du PCB s'alignent parfaitement avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

5.2 Processus de soudage

Soudage manuel: Température maximale de la pointe du fer 300°C (pour un fer de 30W), temps de soudage max 3 secondes par broche, en maintenant une distance minimale de 3mm entre le joint et le bulbe en époxy.
Soudage à la vague/par immersion: Pré-chauffage à max 100°C (60 sec max), bain de soudure à max 260°C pendant max 5 secondes, avec la même règle de distance de 3mm.
Un graphique de profil de soudage recommandé suggère une montée en température rapide jusqu'à un pic de 260°C, suivie d'un refroidissement contrôlé. Évitez un refroidissement rapide. Ne soudez pas plus d'une fois. Protégez la LED des chocs mécaniques lorsqu'elle est chaude.

5.3 Nettoyage et stockage

Le nettoyage, si nécessaire, doit utiliser de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute. Évitez le nettoyage par ultrasons sauf pré-qualification. Pour le stockage, maintenez des conditions à ≤30°C et ≤70% d'HR. Pour un stockage à long terme au-delà de 3 mois, utilisez un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.

5.4 Gestion thermique et des décharges électrostatiques

La gestion thermique est vitale. Le courant de fonctionnement doit être déclassé en fonction de la température ambiante, en se référant à la courbe de déclassement. Les performances de la LED dépendent de la température. L'appareil est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Les précautions ESD standard (postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques) doivent être observées pendant la manipulation.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont emballées dans des sacs anti-humidité et antistatiques. La hiérarchie d'emballage est :
1. Quantité unitaire: 1 500 pièces par sac antistatique.
2. Carton intérieur: 5 sacs par carton intérieur (7 500 pièces au total).
3. Carton maître/extérieur: 10 cartons intérieurs par carton maître (75 000 pièces au total).

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage incluent :
- CPN: Numéro de pièce du client.
- P/N: Numéro de pièce du fabricant (1003SUGD/S400-A4).
- QTY: Quantité contenue.
- CAT/HUE: Indique le rang/bin de couleur basé sur la longueur d'onde dominante.
- LOT No.: Numéro de lot de fabrication traçable.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

Cette LED est adaptée pour le rétroéclairage et l'indication d'état dans :
- Téléviseurs
- Moniteurs d'ordinateur- Équipements informatiques généraux

7.2 Conception du circuit

Utilisez toujours une résistance série de limitation de courant. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale (4.0V) de la fiche technique pour une conception robuste qui garantit que I_Fne dépasse pas 20mA même avec les tolérances des composants. Par exemple, avec une alimentation de 5V : R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50Ω. Une résistance standard de 51Ω ou 56Ω serait appropriée.

7.3 Conception thermique

Dans les applications où plusieurs LED sont utilisées ou où les températures ambiantes sont élevées, considérez la disposition du PCB pour la dissipation thermique. Évitez de placer les LED près d'autres composants générateurs de chaleur. Pour les applications à haute fiabilité, mettez en œuvre un refroidissement actif ou passif si nécessaire pour maintenir la température de jonction de la LED dans des limites sûres, comme défini par la courbe de déclassement.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED vertes GaP, cette LED à base d'InGaN offre une luminosité significativement plus élevée (intensité lumineuse) et une couleur verte plus saturée et "brillante" grâce à son spectre plus étroit et à une plus grande pureté de longueur d'onde dominante. Son large angle de vision de 110 degrés est avantageux par rapport aux LED à angle plus étroit lorsqu'une large visibilité est nécessaire sans optique secondaire. Sa conformité RoHS et sa capacité de soudage sans plomb la rendent adaptée à la fabrication électronique mondiale moderne.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

La Longueur d'onde de crête (λ_p)est la longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique.La Longueur d'onde dominante (λ_d)est une quantité colorimétrique représentant la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la LED pour un observateur humain standard. Pour les LED vertes, λ_dest souvent légèrement plus longue que λ_p.

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

Bien que la valeur maximale absolue pour le courant continu soit de 25mA, la condition de test standard et les données de performance typiques sont spécifiées à 20mA. Fonctionner à 25mA peut produire une intensité lumineuse plus élevée mais augmentera la dissipation de puissance (chaleur) et pourrait réduire la fiabilité à long terme. Il est recommandé de concevoir pour le courant d'alimentation typique de 20mA, sauf si l'application nécessite spécifiquement le léger surplus de luminosité et que les implications thermiques sont gérées.

9.3 Quelle est l'importance critique de la règle de distance de 3mm pour le soudage ?

Très critique. La résine époxy encapsulant la puce LED est sensible aux hautes températures. Souder trop près du bulbe peut provoquer des contraintes thermiques, entraînant des micro-fissures dans l'époxy, un jaunissement prématuré (réduisant la sortie lumineuse), voire une défaillance immédiate. Respectez toujours la distance spécifiée.

10. Étude de cas pratique de conception

Scénario: Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un appareil utilisant dix de ces LED vertes, alimentées par une ligne stable de 5V sur le PCB principal.

Étapes de conception:

1. Calcul du courant: Cible I_F= 20mA par LED.
2. Calcul de la résistance: En utilisant le pire cas V_F(4.0V) pour la fiabilité : R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50Ω. Sélectionnez une résistance standard de 51Ω, 1/8W ou 1/10W. Dissipation de puissance dans la résistance : P = I²R = (0.02)²* 51 = 0.0204W, bien dans la limite nominale.
3. Disposition: Placez chaque LED avec sa résistance de limitation de courant à proximité. Assurez-vous que l'empreinte PCB correspond au dessin dimensionnel de la fiche technique, avec des trous pour les broches radiales. Prévoyez quelques millimètres d'espacement entre les LED pour favoriser la dissipation thermique.
4. Note d'assemblage: Donnez pour instruction à l'assemblage de courber les broches (si nécessaire) avant l'insertion et de suivre les directives de soudage manuel (300°C max, 3 sec max, distance de 3mm).

Cette conception simple assure un fonctionnement fiable et constant des indicateurs pendant toute la durée de vie du produit.

11. Principe technologique

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la jonction semi-conductrice. Leur recombinaison libère 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 vert. La résine diffusante verte d'encapsulation sert à protéger la puce, à façonner le faisceau lumineux (créant l'angle de vision de 110 degrés) et à diffuser la lumière pour qu'elle apparaisse plus uniforme.

12. Tendances de l'industrie

L'industrie des LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs et une plus grande miniaturisation. Bien que cet appareil soit un composant traversant standard, une tendance significative est la migration vers les boîtiers CMS (Composant Monté en Surface) (comme 0603, 0402) pour l'assemblage automatisé et l'économie d'espace. De plus, le développement se poursuit sur l'efficacité des LED vertes, historiquement inférieure à celle des bleues et rouges, pour améliorer les performances des systèmes LED RVB (Rouge-Vert-Bleu) pour les écrans et l'éclairage. Ce composant représente une solution mature et fiable dans ce paysage technologique en évolution.