Fiche Technique de la Lampe LED 1254-10SURD/S530-A3 - Rouge Brillant - 20mA - 400mcd - Angle de Vision de 30° - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED rouge brillant haute luminosité. Ce composant fait partie d'une série conçue pour des applications exigeant une sortie lumineuse supérieure et une grande fiabilité. Il utilise une technologie de puce AlGaInP encapsulée dans une résine rouge diffusante, délivrant une émission rouge brillant distincte. Le produit est conçu en mettant l'accent sur la robustesse et la conformité aux normes environnementales et de sécurité modernes, notamment sans plomb, conforme RoHS, conforme au règlement REACH de l'UE, et répondant aux exigences sans halogène (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Il est disponible en conditionnement bande et bobine pour les processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa combinaison d'une intensité lumineuse élevée (jusqu'à 400 mcd typique) avec une construction fiable et robuste. La disponibilité de différents angles de vision (avec cette variante spécifique présentant un demi-angle de 30°) permet aux concepteurs de sélectionner le diagramme de faisceau optimal pour leur application. Sa conformité aux directives environnementales internationales la rend adaptée aux marchés mondiaux. Les applications cibles sont principalement dans l'électronique grand public, y compris les téléviseurs, les moniteurs d'ordinateur, les téléphones et l'équipement informatique général où des fonctions d'indicateur ou de rétroéclairage sont requises.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques du dispositif tels que définis dans la fiche technique.

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 normal.

• Courant direct continu (I_F): 25 mA. Dépasser ce courant en continu générera une chaleur excessive, dégradant la durée de vie de la LED et pouvant provoquer une défaillance catastrophique.
• Courant direct de crête (I_FP): 60 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz). Cette valeur permet de courts impulsions de courant plus élevé, utiles pour le multiplexage ou les schémas de gradation PWM, mais le courant moyen doit rester dans la limite continue.
• Tension inverse (V_R): 5 V. Les LED ont des tensions de claquage inverse très faibles. L'application d'une tension inverse supérieure à 5V peut provoquer un claquage de jonction immédiat et irréversible.
• Dissipation de puissance (P_d): 60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_a) de 25°C. La dissipation utilisable réelle diminue à mesure que la température ambiante augmente.
• Température de fonctionnement & de stockage: -40°C à +85°C (Fonctionnement), -40°C à +100°C (Stockage). Ces plages définissent les conditions environnementales que le dispositif peut supporter pendant l'utilisation et les périodes non opérationnelles.
• Température de soudage: 260°C pendant 5 secondes. Ceci est critique pour les processus de soudage à la vague ou par refusion pour éviter les dommages thermiques au boîtier époxy et aux liaisons internes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

La courbe_a=25°C, I_F=20mA) et définissent la performance du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_v): 250 mcd (Min), 400 mcd (Typ). C'est la mesure principale de la luminosité. La valeur typique de 400 mcd indique une sortie très lumineuse pour une lampe LED standard. Les concepteurs doivent utiliser la valeur minimale pour les calculs de luminosité dans le pire des cas.
• Angle de vision (2θ_1/2): 30° (Typ). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse tombe à la moitié de sa valeur de crête. Un angle de 30° produit un faisceau relativement focalisé, adapté aux indicateurs directionnels.
• Longueur d'onde de crête (λ_p): 632 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte. Pour un rouge brillant, cela se situe dans la région supérieure rouge/orange du spectre.
• Longueur d'onde dominante (λ_d): 624 nm (Typ). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la lumière de la LED. C'est le paramètre clé pour la spécification de la couleur.
• Tension directe (V_F): 1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant. Le pilote doit être capable de gérer la V_Fmaximale pour assurer une régulation de courant correcte.
• Courant inverse (I_R): 10 μA (Max) à V_R=5V. C'est le faible courant de fuite lorsque la diode est polarisée en inverse dans sa limite maximale.

Incertitudes de mesure: La fiche technique note des tolérances spécifiques pour les mesures : ±0,1V pour V_F, ±10% pour I_v, et ±1,0nm pour λ_d. Celles-ci doivent être prises en compte dans les applications de haute précision.

3. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques fournies offrent un aperçu plus approfondi du comportement du dispositif dans des conditions variables.

3.1 Distribution spectrale et directivité

La courbeIntensité relative en fonction de la longueur d'ondemontre une distribution typique de type gaussienne centrée autour de 632 nm, avec une largeur de bande spectrale (Δλ) d'environ 20 nm. Cette bande étroite est caractéristique des LED AlGaInP et donne une couleur saturée. La courbe deDirectivitéconfirme visuellement l'angle de vision de 30°, montrant comment l'intensité diminue symétriquement avec l'angle par rapport à l'axe central.

3.2 Relations électriques et thermiques

LaCourbe Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)présente la relation exponentielle classique de la diode. Au point de fonctionnement typique de 20mA, la tension est de 2,0V. La courbe est essentielle pour comprendre la résistance dynamique de la LED et pour l'analyse thermique, car V_Fa un coefficient de température négatif.

La courbeIntensité relative en fonction du courant directmontre que la sortie lumineuse est presque linéaire avec le courant dans la plage inférieure mais peut saturer à des courants plus élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité. Fonctionner à ou en dessous de 20mA est optimal pour la linéarité et la longévité.

3.3 Dépendance à la température

TheIntensité relative en fonction de la température ambiantedémontre une diminution significative de la sortie lumineuse à mesure que la température augmente. C'est un facteur de conception critique ; la LED sera moins lumineuse dans un environnement chaud (par exemple, à l'intérieur d'un appareil électronique fermé) par rapport aux conditions de laboratoire à 25°C.

La courbeCourant direct en fonction de la température ambiante, lorsqu'elle est considérée avec la cote de dissipation de puissance, forme la base de ladéclassement thermique. À mesure que la température ambiante augmente, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres et prévenir une dégradation accélérée. La fiche technique conseille de consulter la courbe de déclassement spécifique au produit.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique inclut un dessin dimensionnel détaillé de la lampe LED. Les spécifications mécaniques clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres.
• La hauteur de la collerette (le rebord à la base du dôme) doit être inférieure à 1,5mm (0,059"). Ceci est important pour le dégagement dans l'assemblage final.
• La tolérance standard pour les dimensions non spécifiées est de ±0,25mm, ce qui est typique pour cette classe de composant.
• Le dessin définit l'espacement des broches, le diamètre du corps, la hauteur totale et la forme de la lentille. Des dimensions précises sont critiques pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un ajustement correct dans les logements ou les lentilles.

4.2 Identification de la polarité

La broche cathode (négative) est généralement identifiée par un méplat sur la lentille de la LED, une broche plus courte ou une marque sur le boîtier. Le dessin dimensionnel doit l'indiquer clairement. Une polarité correcte est essentielle lors de l'installation, car l'application d'une tension inverse peut endommager le dispositif.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour la fiabilité. Les directives sont basées sur la prévention des dommages mécaniques, thermiques et électrostatiques.

5.1 Formage des broches

• La flexion doit se produire à au moins 3mm de la base de l'ampoule époxy pour éviter de transférer des contraintes à la puce interne et aux liaisons.
• Le formage doit être effectuéavant soldering.
• la soudure. La coupe des broches doit se faire à température ambiante pour éviter un choc thermique.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

5.2 Stockage

• Stockage recommandé : ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR).
• 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.
• Éviter les changements rapides de température dans des environnements humides pour prévenir la condensation.

5.3 Processus de soudage

Soudage manuel: Température de la pointe du fer ≤300°C (pour un fer max 30W), temps de soudage ≤3 secondes par broche. Maintenir une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et l'ampoule époxy.

Soudage par immersion (Vague): Préchauffage ≤100°C pendant ≤60 secondes. Température du bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes. Respecter la règle de distance de 3mm.

Notes critiques sur le soudage:

• Éviter les contraintes sur les broches pendant les phases à haute température.
• Ne pas souder (par immersion ou manuellement) la même LED plus d'une fois.
• Protéger la LED des chocs mécaniques jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante après soudage.
• Laisser refroidir progressivement ; éviter la trempe rapide.
• Toujours utiliser la température et le temps de soudage efficaces les plus bas.

5.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire :

• Utiliser de l'alcool isopropylique à température ambiante.
• Le temps d'immersion ne doit pas dépasser une minute.
• Sécher à l'air à température ambiante.
• Éviter le nettoyage par ultrasonssauf si absolument nécessaire et seulement après des tests de préqualification approfondis, car la cavitation peut endommager la structure interne.

5.5 Gestion thermique et ESD

Gestion thermique: Une conception thermique efficace est obligatoire. Le courant doit être déclassé en fonction de la température ambiante, comme indiqué dans la courbe de déclassement du produit. Contrôler la température de fonctionnement de la LED est la clé pour maintenir la luminosité et la fiabilité à long terme.

ESD (Décharge électrostatique): Cette LED est sensible aux décharges électrostatiques. Les précautions ESD standard doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage : utiliser des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des conteneurs conducteurs. L'ESD peut causer des dommages latents ou catastrophiques à la puce semi-conductrice.

6. Emballage et informations de commande

6.1 Spécifications d'emballage

Le dispositif est emballé pour assurer une résistance à l'humidité et une protection contre les décharges électrostatiques.

• Emballage primaire: 200-1000 pièces par sac antistatique.
• Emballage secondaire: 4 sacs par carton intérieur.
• Emballage tertiaire: 10 cartons intérieurs par carton maître (extérieur).

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage contiennent des informations clés pour la traçabilité et l'identification :

• CPN: Numéro de pièce du client.
• P/N: Numéro de pièce du fabricant (ex. : 1254-10SURD/S530-A3).
• QTY: Quantité de pièces dans le sac/carton.
• CAT: Code de classement ou de binning (ex. : pour l'intensité ou la longueur d'onde).
• HUE: Code de longueur d'onde dominante.
• REF: Informations de référence.
• LOT No: Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéalement adaptée pour :

• Indicateurs d'état: Lumières de mise sous tension, veille ou fonction active dans les téléviseurs, moniteurs et ordinateurs où une luminosité élevée assure une bonne visibilité.
• Rétroéclairage: Pour de petites légendes ou symboles sur les panneaux de commande ou les téléphones.
• Signalisation générale: Toute application nécessitant un signal visuel rouge clair et brillant dans l'électronique grand public.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant: Alimenter toujours la LED avec une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance en série. Calculer la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), la V_Fmaximale de la LED, et le I_Fsouhaité (ex. : 20mA). R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Gestion thermique: S'assurer que le PCB et la conception environnante permettent la dissipation de chaleur. Éviter de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur. Envisager l'utilisation de vias thermiques dans le plot PCB si des cycles de service élevés ou des températures ambiantes élevées sont attendus.
• Intégration optique: L'angle de vision de 30° fournit un faisceau focalisé. Pour un éclairage plus large, des diffuseurs ou lentilles externes peuvent être nécessaires. S'assurer que le logement mécanique assure un alignement correct et n'obstrue pas l'angle de vision.
• Protection ESD: Dans les applications sensibles ou exposées, envisager d'ajouter une petite diode de suppression de tension transitoire (TVS) ou un réseau résistance-condensateur en parallèle avec la LED pour la protéger contre les pointes de tension.

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

Q1 : Puis-je alimenter cette LED à 30mA pour plus de luminosité ?

R1 : Non. La valeur maximale absolue pour le courant direct continu est de 25 mA. Fonctionner à 30 mA dépasse cette limite, ce qui sollicitera excessivement la jonction, entraînant une dégradation rapide de la luminosité, un décalage de couleur et potentiellement une défaillance immédiate. Fonctionner toujours à ou en dessous du courant continu maximal spécifié.

Q2 : La V_Ftypique est de 2,0V, mais mon circuit utilise une alimentation de 5V. Quelle valeur de résistance dois-je utiliser ?

R2 : Vous devez concevoir pour le pire des cas (V_Fmaximale) pour garantir que le courant ne dépasse jamais la limite. En utilisant V_{F_max}= 2,4V et I_F= 20mA : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. La valeur standard la plus proche est 130Ω ou 150Ω. Utiliser 150Ω donne I_F≈ (5-2,4)/150 = 17,3mA, ce qui est un point de fonctionnement sûr et courant.

Q3 : De combien la luminosité diminuera-t-elle si la température interne de mon appareil est de 60°C ?

R3 : En se référant à la courbe "Intensité relative en fonction de la température ambiante", à 60°C l'intensité relative est d'environ 0,8 (ou 80%) de sa valeur à 25°C. Par conséquent, si la LED émet 400 mcd à 25°C, elle émettra environ 320 mcd à 60°C. Ceci doit être pris en compte dans la conception optique.

Q4 : Cette LED est-elle adaptée aux applications automobiles ?

R4 : La plage de température de fonctionnement spécifiée (-40°C à +85°C) couvre de nombreuses exigences environnementales automobiles. Cependant, les applications automobiles exigent généralement des composants qualifiés selon des normes spécifiques (comme AEC-Q102) pour la fiabilité sous vibration, humidité et cyclage thermique étendu. Cette fiche technique standard n'indique pas une telle qualification. Pour une utilisation automobile, une variante de produit spécifiquement qualifiée doit être recherchée.

9. Introduction technologique et tendances

9.1 Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active du semi-conducteur où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, un rouge brillant autour de 624-632 nm. Le boîtier en résine époxy rouge diffusante sert à protéger la puce, à agir comme une lentille primaire pour façonner le faisceau (angle de 30°), et à diffuser la lumière pour réduire l'éblouissement et créer un aspect uniforme.

9.2 Tendances de l'industrie

L'industrie des LED continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires impactant des composants comme celui-ci :

• Efficacité accrue (lm/W): Bien que cette fiche technique spécifie l'intensité lumineuse (mcd), la tendance générale est vers une efficacité lumineuse plus élevée, c'est-à-dire plus de lumière émise par watt électrique consommé, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Miniaturisation: Les boîtiers deviennent constamment plus petits tout en maintenant ou en améliorant la sortie lumineuse.
• Fiabilité et durée de vie améliorées: Les améliorations dans la conception des puces, les matériaux de boîtier (comme le silicone au lieu de l'époxy pour une meilleure résistance à la chaleur et aux UV) et les processus de fabrication poussent les durées de vie nominales bien au-delà de 50 000 heures.
• Conformité environnementale plus stricte: Le mouvement vers la conformité sans halogène, RoHS et REACH, comme observé dans ce produit, est désormais une exigence de base, motivée par les réglementations mondiales et la demande des consommateurs.
• Solutions intelligentes et intégrées: La tendance évolue des lampes témoins discrètes vers des modules LED intégrés avec des pilotes (circuits intégrés) et des contrôleurs intégrés, permettant le gradation, le mélange de couleurs et des protocoles de communication comme I2C.

Bien que cette LED particulière représente une technologie mature et bien établie pour une utilisation standard d'indicateur, ses spécifications reflètent les exigences continues en matière de performance, de fiabilité et de responsabilité environnementale sur le marché des composants électroniques.