Fiche technique de la lampe LED rouge profond 333-2SDRD/S530-A3 - 5mm ronde - Tension 2,0V - Puissance 60mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une lampe LED rouge profond ronde de 5mm à montage traversant. Le composant est conçu avec la technologie de puce AlGaInP, encapsulée dans une résine rouge diffusée, pour produire une lumière rouge profond de haute luminosité. C'est un composant robuste et fiable adapté à diverses applications d'indication et de rétroéclairage dans l'électronique grand public.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Haute luminosité :Spécialement conçue pour les applications nécessitant une intensité lumineuse plus élevée.
• Options d'angle de vision :Disponible avec différents angles de vision pour s'adapter aux besoins des applications.
• Conditionnement :Disponible en bande et en bobine pour les processus d'assemblage automatisés.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb et conforme aux versions RoHS.
• Fiabilité :Conçu pour être fiable et robuste pour une utilisation à long terme.

1.2 Applications cibles

Cette LED est principalement destinée à être utilisée comme indicateur ou source de rétroéclairage dans divers appareils électroniques, y compris, mais sans s'y limiter :

• Téléviseurs
• Moniteurs d'ordinateur
• Téléphones
• Ordinateurs personnels et périphériques

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques du composant, tels que définis dans les tableaux des Valeurs maximales absolues et des Caractéristiques électro-optiques.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti.

• 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) :60 mA. Ce courant plus élevé n'est autorisé qu'en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz), utile pour le multiplexage ou pour obtenir une luminosité plus élevée de manière brève.
• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +100°C (stockage). Ces larges plages indiquent une aptitude aux environnements industriels et automobiles.
• Température de soudure :260°C pendant 5 secondes. Ceci définit la tolérance du profil thermique pour la soudure par refusion ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard de 25°C et un courant direct de 20 mA.

• Intensité lumineuse (I_v) :100 mcd (Min), 160 mcd (Typ). Ceci quantifie la luminosité perçue de la lumière rouge profond. L'incertitude de mesure est de ±10 %.
• Angle de vision (2θ_1/2) :30° (Typ). Cet angle de vision étroit, caractéristique d'une lentille non diffusée ou légèrement diffusée, produit un faisceau lumineux plus focalisé.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :650 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :639 nm (Typ). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur. L'incertitude est de ±1,0 nm.
• Tension directe (V_F) :2,0 V (Typ), 2,4 V (Max) à I_F=20mA. Cette basse tension est typique pour les LED rouges AlGaInP. L'incertitude de mesure est de ±0,1V.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) à V_R=5V. Ceci spécifie le courant de fuite maximum à l'état éteint.

3. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques fournissent une compréhension visuelle du comportement du composant dans différentes conditions, ce qui est crucial pour la conception de circuit et la gestion thermique.

3.1 Distribution spectrale et spatiale

La courbeIntensité relative en fonction de la longueur d'ondemontre une bande passante spectrale étroite (Δλ ~20 nm) centrée autour de 650 nm, confirmant la pureté de la couleur rouge profond. La courbe deDirectivitéreprésente visuellement l'angle de vision de 30°, montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse.

3.2 Relations électriques et thermiques

• Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe exponentielle est fondamentale pour concevoir le circuit de limitation de courant. La V_Ftypique de 2,0V à 20mA sert de point de conception pour le calcul de la résistance série : R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Intensité relative en fonction du courant direct :Cette courbe démontre que la sortie lumineuse est approximativement linéaire avec le courant dans la plage de fonctionnement normale, permettant un simple réglage de la luminosité via le contrôle du courant.
• Intensité relative en fonction de la température ambiante :Montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Cette dégradation thermique doit être prise en compte dans les environnements à haute température ou les conceptions à haute puissance.
• Courant direct en fonction de la température ambiante :Bien que ce ne soit pas une valeur nominale directe, cette courbe, considérée avec l'exigence de déclassement, informe de la nécessité de réduire le courant de fonctionnement à des températures ambiantes élevées pour maintenir la fiabilité et prévenir une dépréciation accélérée des lumens.

4. Informations mécaniques et d'emballage

4.1 Dimensions du boîtier

Le composant est une LED ronde standard de 5mm avec une lentille rouge diffusée. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres.
• L'espacement des broches est sur une grille de 0,1 pouce (2,54mm), compatible avec les cartes de prototypage standard.
• La hauteur de la collerette (le rebord à la base du dôme) doit être inférieure à 1,5mm pour assurer un positionnement correct sur un circuit imprimé.
• La tolérance générale pour les dimensions est de ±0,25mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un méplat sur le rebord du boîtier de la LED et/ou par la broche la plus courte. La polarité correcte doit être respectée lors de l'installation.

5. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour maintenir l'intégrité et les performances du composant.

5.1 Formage des broches

• Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy.
• Effectuez le formageavant soldering.
• Évitez de solliciter le boîtier. Des trous de circuit imprimé mal alignés causant une contrainte sur les broches peuvent dégrader la résine époxy et les performances de la LED.
• Coupez les broches à température ambiante.

5.2 Stockage

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

5.3 Processus de soudure

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

• Soudure manuelle :Température de la pointe du fer ≤300°C (pour un fer de 30W max), temps de soudure ≤3 secondes.
• Soudure à la vague ou par immersion :Préchauffage ≤100°C (max 60 sec), température du bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes.
• Évitez les contraintes sur les broches pendant les phases à haute température.
• Ne soudez pas plus d'une fois (soudure en une seule passe).
• Laissez les LED refroidir progressivement à température ambiante après soudure ; évitez la trempe rapide.

5.4 Nettoyage

• Si nécessaire, nettoyez uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute.
• Évitez le nettoyage par ultrasons. Si absolument nécessaire, une pré-qualification approfondie est nécessaire pour s'assurer qu'aucun dommage ne se produit.

5.5 Gestion thermique

Une conception thermique appropriée est essentielle. Le courant de fonctionnement doit être déclassé de manière appropriée à des températures ambiantes plus élevées, comme indiqué par la courbe de déclassement. Un dissipateur thermique inadéquat peut entraîner une réduction de la sortie lumineuse, un décalage de couleur et une durée de vie raccourcie.

6. Informations d'emballage et de commande

6.1 Spécification d'emballage

Le composant est emballé pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité :

• Emballage primaire :Sacs anti-statiques.
• Emballage secondaire :Cartons intérieurs contenant plusieurs sacs.
• Emballage tertiaire :Cartons extérieurs contenant plusieurs cartons intérieurs.
• Quantité d'emballage :Minimum 200-500 pièces par sac. 5 sacs par carton intérieur. 10 cartons intérieurs par carton extérieur.

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage peuvent inclure des codes pour le suivi et la spécification :

• CPN :Numéro de pièce du client.
• P/N :Numéro de pièce du fabricant (ex. : 333-2SDRD/S530-A3).
• QTY :Quantité contenue.
• CAT / Rangs :Indique probablement le tri par performance (ex. : grade d'intensité lumineuse).
• HUE :Code de longueur d'onde dominante.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Conception de circuit

Utilisez toujours une résistance série limitant le courant. Calculez-la en fonction de la V_Ftypique (2,0V) mais assurez-vous que le circuit peut tolérer la V_Fmaximale (2,4V) sans dépasser le courant souhaité. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un I_Fcible de 20mA : R = (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω. Vérifiez le courant à V_Fmax : I = (5V - 2,4V) / 150 Ω ≈ 17,3 mA, ce qui est sûr.

7.2 Implantation sur circuit imprimé

Assurez-vous que les trous sont parfaitement alignés sur l'espacement des broches de 2,54mm. Prévoyez un dégagement suffisant autour du corps de la LED pour respecter la distance minimale de 3mm du joint de soudure. Pour les indicateurs visibles sous plusieurs angles, tenez compte de l'angle de vision de 30° lors du positionnement de la LED sur l'assemblage.

7.3 Gestion thermique dans les matrices

Lors de l'utilisation de plusieurs LED à proximité ou à des courants d'attaque élevés, considérez la génération de chaleur collective. Prévoyez un espacement et une ventilation adéquats, ou envisagez d'utiliser un courant d'attaque plus faible pour gérer la température de jonction et maintenir une luminosité et une longévité constantes.

8. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED rouge profond, basée sur la technologie AlGaInP, offre des avantages clés :

• vs. Anciennes LED rouges GaAsP :Efficacité lumineuse et luminosité significativement plus élevées pour le même courant.
• vs. LED diffusées à large angle :L'angle de vision de 30° fournit un faisceau plus dirigé, idéal pour les indicateurs de panneau où la lumière doit être visible principalement de face, réduisant la lumière parasite.
• vs. Rouge standard (~630nm) :La couleur rouge plus profond (639-650nm) peut être préférable pour des exigences esthétiques spécifiques, des applications de capteurs ou lorsqu'une différenciation avec le rouge-orange est nécessaire.

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

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

Oui, 25 mA est le Courant Direct Continu Maximum Absolu. Cependant, pour une longévité et une fiabilité optimales, il est de pratique standard de fonctionner en dessous de la valeur nominale maximale. Il est recommandé de l'alimenter au courant de test typique de 20 mA.

9.2 Pourquoi l'angle de vision est-il seulement de 30 degrés ?

L'angle de vision de 30° est une caractéristique de conception de cette LED spécifique, obtenue par la forme de la lentille et le niveau de diffusion de la résine. Il convient aux applications nécessitant un faisceau lumineux plus focalisé plutôt qu'un éclairage de grande surface.

9.3 Comment interpréter les valeurs "Typiques" dans la fiche technique ?

Les valeurs "Typiques" représentent la performance moyenne attendue du produit dans des conditions spécifiées. Les unités individuelles peuvent varier dans les plages Min/Max fournies. Conçoivez toujours les circuits pour qu'ils fonctionnent correctement avec la combinaison la plus défavorable des paramètres (ex. : V_FMin avec une limite de courant Max).

9.4 Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

Pour un fonctionnement à 20 mA dans des conditions ambiantes typiques (<85°C), un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas nécessaire pour une seule LED en raison de la faible dissipation de puissance (~40mW). Cependant, la gestion thermique via la surface de cuivre du circuit imprimé devient importante dans les matrices, à haute température ambiante, ou lors d'un fonctionnement proche du courant maximum.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur de mise sous tension pour un appareil.

1. Exigence :Un indicateur rouge profond et lumineux visible depuis l'avant d'un panneau.
2. Sélection du composant :Cette LED est choisie pour son intensité typique élevée (160mcd) et son angle de vision focalisé de 30°.
3. Conception de circuit :L'appareil est alimenté par une ligne de 3,3V. Une résistance série est calculée : R = (3,3V - 2,0V) / 0,02A = 65 Ω. La valeur standard la plus proche de 68 Ω est sélectionnée, résultant en un I_F≈ (3,3V-2,0V)/68Ω ≈ 19,1 mA.
4. Mise en œuvre sur circuit imprimé :Une empreinte avec espacement de 2,54mm est utilisée. La LED est placée sur le panneau avant avec la lentille dépassant d'un trou de 5,2mm. Les pastilles de soudure sont placées en veillant à respecter la règle de distance de 3mm du corps de la LED.
5. Assemblage :Les LED sont soudées manuellement à l'aide d'un fer à température contrôlée réglé à 280°C, le joint de soudure étant réalisé en moins de 3 secondes, bien en dessous de l'ampoule.

11. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les matériaux de type n et p, respectivement. Dans la puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium), ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde de la lumière rouge profond émise (~650 nm). La résine époxy rouge diffusée encapsule la puce, fournissant une protection mécanique, façonnant la sortie lumineuse (angle de vision de 30°) et diffusant la lumière pour créer un aspect uniforme.

12. Tendances technologiques

Bien que cette LED traversante de 5mm représente une technologie de boîtier mature et largement utilisée, les tendances plus larges de l'industrie des LED continuent de se concentrer sur :

• Augmentation de l'efficacité :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumens par watt (efficacité plus élevée) à partir de l'AlGaInP et d'autres matériaux semi-conducteurs.
• Dominance des composants CMS :Pour l'assemblage automatisé à grand volume, les boîtiers CMS (comme 0603, 0805, 1206 et les boîtiers LED spécialisés) ont largement remplacé les LED traversantes dans les nouvelles conceptions en raison de leur taille plus petite et de leur coût d'assemblage plus faible.
• Cohérence des couleurs et tri :Les processus de fabrication continuent de progresser, permettant des tris (groupements) plus serrés de longueur d'onde (couleur) et d'intensité lumineuse, offrant aux concepteurs des performances plus prévisibles.
• Fiabilité et durée de vie :La recherche se concentre sur l'amélioration du maintien des lumens (résistance à la dégradation de la sortie lumineuse dans le temps) et de la longévité, en particulier dans des conditions de fonctionnement à haute température et à courant élevé.

La LED traversante de 5mm reste un produit de base pour le prototypage, les projets d'amateurs, les fins éducatives et les applications où un assemblage ou un remplacement manuel est anticipé, soutenue par sa simplicité, sa robustesse et sa disponibilité généralisée.