Fiche technique LED verte diffusée LTL307JGD - Boîtier T-1 3/4 - Tension directe 2,4V - Puissance dissipée 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'un composant LED verte diffusée conçu pour un montage traversant. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une lumière verte. Il se caractérise par son diamètre de boîtier populaire T-1 3/4, ce qui en fait un choix polyvalent pour une large gamme d'applications d'indication et d'éclairage sur cartes de circuits imprimés (PCB) ou panneaux.

Les avantages principaux de ce composant incluent une intensité lumineuse élevée, une faible consommation d'énergie et un rendement élevé. Il est conçu pour être compatible avec les circuits intégrés (CI) en raison de ses faibles besoins en courant. De plus, le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses), indiquant qu'il s'agit d'un composant sans plomb (Pb).

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les caractéristiques maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (T_A=25°C et représentent les paramètres de performance typiques du dispositif.

• Puissance dissipée (P_D) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :60 mA. C'est le courant direct pulsé maximal autorisé, spécifié sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal que la LED peut supporter.
• Déclassement :Le courant direct continu doit être linéairement déclassé de 0,4 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de 50°C de température ambiante.
• Tension inverse (V_R):5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut endommager la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C. La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est conçu pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-55°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 2,0 mm (0,078 pouces) du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les caractéristiques électriques et optiques sont mesurées à T_A=25°C and represent the typical performance parameters of the device.

• Intensité lumineuse (I_V) :65 mcd (Min), 110 mcd (Typ) à un courant direct (I_F) de 20 mA. La garantie inclut une tolérance de ±15%. Ce paramètre est mesuré à l'aide d'un capteur et d'un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :50 degrés (Typ). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale, caractéristique d'une lentille diffusante qui répartit la lumière.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :575 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :572 nm (Typ). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :11 nm (Typ). La largeur spectrale de la lumière émise à la moitié de sa puissance maximale (Largeur à mi-hauteur - FWHM).
• Tension directe (V_F) :2,1 V (Min), 2,4 V (Typ) à I_F= 20 mA.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (Max) à une tension inverse (V_R) de 5 V.
• Capacité (C) :40 pF (Typ) mesurée à polarisation nulle (V_F=0) et à une fréquence de 1 MHz.

3. Explication du système de tri

Les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres optiques clés pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Deux critères de tri principaux sont définis.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées par leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA. Le code de lot, la tolérance et la plage sont les suivants :

• Code D :65 mcd (Min) à 85 mcd (Max)
• Code E :85 mcd (Min) à 110 mcd (Max)
• Code F :110 mcd (Min) à 140 mcd (Max)
• Code G :140 mcd (Min) à 180 mcd (Max)

Note : Tolérance sur chaque limite de lot de ±15%.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler l'uniformité de la couleur. Les lots sont définis par pas de 2 nm.

• Code H06 :566,0 nm à 568,0 nm
• Code H07 :568,0 nm à 570,0 nm
• Code H08 :570,0 nm à 572,0 nm
• Code H09 :572,0 nm à 574,0 nm
• Code H10 :574,0 nm à 576,0 nm
• Code H11 :576,0 nm à 578,0 nm

Note : Tolérance sur chaque limite de lot de ±1 nm.Le numéro de pièce spécifique LTL307JGD correspond à une combinaison spécifique de lots d'intensité et de longueur d'onde.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de caractéristiques électriques et optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, ils incluent généralement les tracés essentiels suivants pour l'analyse de conception :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_Ven fonction de I_F) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, crucial pour régler le courant de commande pour la luminosité souhaitée.
• Tension directe en fonction du courant direct (V_Fen fonction de I_F) :La courbe caractéristique I-V de la diode, importante pour calculer les valeurs de la résistance série et la puissance dissipée.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante (I_Ven fonction de T_A) :Illustre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~575 nm et la largeur spectrale (FWHM) de ~11 nm.
• Diagramme d'angle de vision :Un diagramme polaire montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 50 degrés pour la lentille diffusante.

Ces courbes permettent aux ingénieurs de prédire le comportement du dispositif dans des conditions non standard (courants, températures différents) et sont vitales pour une conception de circuit robuste.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif utilise le boîtier rond traversant standard de l'industrie T-1 3/4 (5mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (les pouces sont fournis entre parenthèses).
• Une tolérance générale de ±0,25mm (±0,010\") s'applique sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,0mm (0,04\").
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches sortent du corps du boîtier plastique.

Le dessin dimensionnel spécifique fournirait les valeurs exactes pour le diamètre du corps, la hauteur de la lentille, la longueur des broches et le diamètre des broches.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la polarité est généralement indiquée par deux caractéristiques : la longueur des broches et la structure interne. La broche la plus longue est l'anode (positive), et la broche la plus courte est la cathode (négative). De plus, de nombreux boîtiers ont un méplat sur le bord de la lentille ou un chanfrein du côté cathode de la collerette. Il est recommandé d'observer les deux indicateurs pour une orientation correcte.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour éviter les dommages pendant l'assemblage.

6.1 Formage des broches

• La flexion doit être effectuée à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED.
• La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui.
• Le formage des broches doit être effectué à température ambiante etavantle processus de soudure.
• Lors de l'insertion sur le PCB, utilisez la force de clinch minimale nécessaire pour éviter d'imposer une contrainte mécanique excessive sur les broches ou le boîtier.

6.2 Procédé de soudure

• Maintenez un espace libre minimum de 2 mm entre la base de la lentille et le point de soudure. La lentille ne doit jamais être immergée dans la soudure.
• Évitez d'appliquer toute contrainte externe sur les broches pendant que la LED est à température élevée après la soudure.
• Conditions de soudure recommandées :
  • Soudure manuelle (Fer) :Température maximale 300°C, temps maximal 3 secondes par broche (soudure unique uniquement).
  • Soudure à la vague :Température de préchauffage maximale 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. Température de la vague de soudure maximale 260°C pendant un maximum de 5 secondes.

Avertissement :Dépasser ces limites de température ou de temps peut provoquer une déformation de la lentille, une défaillance de la liaison interne des fils ou une dégradation du matériau époxy, entraînant une défaillance catastrophique du dispositif.

6.3 Nettoyage et stockage

• Nettoyage :Si nécessaire, nettoyez uniquement avec des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique.
• Stockage :Pour un stockage à long terme en dehors de l'emballage d'origine, stockez dans un récipient hermétique avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. L'environnement de stockage recommandé ne dépasse pas 30°C ou 70% d'humidité relative. Les composants retirés de leur emballage d'origine devraient idéalement être utilisés dans les trois mois.

7. Conditionnement et informations de commande

Le flux de conditionnement standard est le suivant :

1. Unité de base :500 pièces ou 250 pièces par sachet anti-statique.
2. Carton intérieur :10 sachets sont placés dans un carton intérieur, totalisant 5 000 pièces.
3. Carton extérieur (carton d'expédition) :8 cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur, totalisant 40 000 pièces.

Une note spécifie qu'au sein de tout lot d'expédition donné, seul le dernier emballage peut contenir une quantité non complète. Le numéro de pièce LTL307JGD suit un système de codage spécifique au fabricant où "LTL" désigne probablement la famille de produits, "307" peut indiquer la couleur et le boîtier, et "JGD" spécifie les codes de lot de performance pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED verte diffusée est adaptée à une large gamme d'applications nécessitant un indicateur clair et visible, y compris, mais sans s'y limiter :

• Indicateurs d'état d'alimentation sur l'électronique grand public, les appareils électroménagers et l'équipement industriel.
• Indicateurs de signal et de mode sur les dispositifs de communication, l'équipement audio/vidéo et les panneaux de contrôle.
• Rétroéclairage pour interrupteurs, légendes et petits panneaux.
• Lumières témoins à usage général dans les intérieurs automobiles, l'instrumentation et les projets d'amateurs.

La fiche technique indique explicitement que ces LED sont destinées à des équipements électroniques ordinaires (équipement de bureau, équipement de communication, applications domestiques). Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité), une consultation avec le fabricant est requise avant utilisation.

8.2 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Une règle de conception critique est de toujours utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec la LED.

• Circuit recommandé (Circuit A) :Chaque LED a sa propre résistance série dédiée. Cela assure une luminosité uniforme en compensant la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'une LED à l'autre, même lorsqu'elles sont du même type et du même lot.
• Circuit non recommandé (Circuit B) :Connexion de plusieurs LED en parallèle avec une seule résistance limitatrice de courant partagée. De petites différences dans les caractéristiques I-V de chaque LED entraîneront une division inégale du courant, conduisant à des différences significatives de luminosité entre les dispositifs.

La valeur de la résistance série (R_S) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S= (V_Alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 2,4V et un I_Fsouhaité de 20 mA avec une alimentation de 5V : R_S= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω. Une résistance standard de 130 Ω ou 150 Ω serait appropriée, en veillant également à ce que la puissance nominale soit suffisante (P = I²R ≈ 0,052W).

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Les précautions obligatoires incluent :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants anti-statiques lors de la manipulation des LED.
• Tous les équipements, postes de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utilisez des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la surface de la lentille plastique en raison des frottements pendant la manipulation.
• Maintenez un poste de travail anti-statique avec des matériaux certifiés et surveillez la formation/certification de tout le personnel.

9. Comparaison et différenciation technique

Dans la catégorie des LED vertes traversantes 5mm, ce dispositif à base d'AlInGaP offre des avantages distincts :

• Comparaison aux LED vertes GaP traditionnelles :La technologie AlInGaP offre généralement une efficacité lumineuse et une intensité significativement plus élevées que les anciennes LED vertes au Phosphure de Gallium (GaP), ce qui se traduit par une sortie plus lumineuse à courant de commande identique.
• Comparaison aux LED non diffusantes (transparentes) :La lentille diffusante offre un angle de vision plus large et plus uniforme (50° contre un faisceau plus étroit pour les lentilles claires), ce qui la rend idéale pour les applications où l'indicateur doit être visible sous un large éventail d'angles.
• Comparaison aux LED super-lumineuses :Ce dispositif occupe un segment de performance de milieu de gamme. Il offre une bonne luminosité (lots de 65-180 mcd) adaptée à la plupart des usages d'indication sans les exigences de courant de commande extrêmes ou le coût des LED ultra-haute luminosité, équilibrant efficacement performance et consommation d'énergie.
• Conformité RoHS :En tant que produit sans plomb, il répond aux réglementations environnementales modernes pour la fabrication électronique, ce qui est un différenciateur clé par rapport aux composants hérités non conformes.

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

1. Q : Quelle résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?
   
   R : Pour un courant direct typique de 20 mA et une V_Fde 2,4V, utilisez une résistance de 130 Ω. Calculez toujours en fonction de votre tension d'alimentation spécifique et du courant souhaité.
2. Q : Puis-je commander cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur ?
   
   R : Oui, mais vous devez toujours utiliser une résistance limitatrice de courant en série. La broche du microcontrôleur agit comme source de tension. Assurez-vous que la broche peut fournir ou absorber le courant requis de 20 mA.
3. Q : Pourquoi y a-t-il une tolérance de ±15% sur l'intensité lumineuse même au sein d'un lot ?
   
   R : La fabrication des semi-conducteurs présente des variations de processus inhérentes. Le tri regroupe les LED avec des performances similaires, mais une plage de tolérance tient compte de la précision de mesure et des écarts mineurs de performance au sein du groupe pour garantir un niveau de performance minimum.
4. Q : Que se passe-t-il si je dépasse le courant direct continu maximal absolu de 30 mA ?
   
   R : Dépasser cette valeur augmente la température de jonction au-delà des limites de sécurité, ce qui peut accélérer la dégradation de la sortie lumineuse (dépréciation des lumens) et raccourcir significativement la durée de vie opérationnelle, pouvant potentiellement provoquer une défaillance catastrophique immédiate.
5. Q : À quel point l'espace de soudure de 2mm depuis la lentille est-il critique ?
   
   R : Très critique. La chaleur de soudure conduite le long de la broche peut ramollir ou faire fondre la lentille en époxy, provoquant une déformation ou permettant l'entrée d'humidité, ce qui endommagera la LED.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau de statut multi-LED

Un ingénieur conçoit un panneau de contrôle avec quatre indicateurs de statut verts. En utilisant une ligne commune de 5V, ils ont besoin d'une luminosité uniforme.

Solution :Mettez en œuvre le Circuit A recommandé. Utilisez quatre résistances limitatrices de courant identiques, une en série avec chaque LED LTL307JGD. Même si les LED proviennent de lots différents ou présentent de légères variations de V_F, les résistances individuelles réguleront le courant à travers chacune indépendamment, garantissant que les quatre indicateurs aient une luminosité uniforme et correspondante. L'angle de vision de 50° de la lentille diffusante assure que le statut est clairement visible pour un opérateur se tenant devant ou légèrement sur le côté du panneau. Le concepteur doit s'assurer que la conception du PCB maintient la distance minimale de 2mm entre la pastille de soudure et le corps de la LED et prévoit un espacement adéquat pour la dissipation thermique, surtout si les LED doivent être commandées en continu à ou près du courant maximal.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une diode semi-conductrice. La région active est composée de couches d'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) déposées sur un substrat. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (~2,1V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les couches semi-conductrices de type N et de type P, respectivement. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert à une longueur d'onde dominante de ~572 nm. La lentille en époxy diffusante contient des particules de diffusion qui randomisent la direction des photons émis, élargissant le faisceau en un large angle de vision par rapport à une lentille claire qui produirait un faisceau plus focalisé.

13. Tendances d'évolution

L'évolution des LED indicatrices comme celle-ci suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux et en croissance épitaxiale continuent de pousser l'efficacité lumineuse (lumens par watt) de l'AlInGaP et d'autres technologies de LED plus haut, permettant une sortie plus lumineuse à des courants plus faibles ou une consommation d'énergie réduite pour la même luminosité.
• Miniaturisation :Bien que le boîtier T-1 3/4 reste populaire pour les applications traversantes, il y a un fort déplacement du marché vers les boîtiers pour montage en surface (SMD) (par exemple, 0603, 0402) pour un assemblage de PCB à plus haute densité. Les composants traversants sont souvent conservés pour le prototypage, l'usage amateur ou les applications nécessitant une plus grande robustesse mécanique.
• Uniformité des couleurs et tri :Les processus de fabrication deviennent plus précis, conduisant à des distributions de tri plus serrées. Certaines applications à grand volume peuvent exiger des LED "pré-triées" ou "appariées" avec des tolérances de longueur d'onde et d'intensité extrêmement étroites.
• Intégration :Une tendance existe vers l'intégration de la résistance limitatrice de courant, de la diode de protection ESD, ou même d'un CI de contrôle directement dans le boîtier de la LED, créant des composants LED "intelligents" ou "faciles à commander" qui simplifient la conception des circuits.
• Durabilité :La poussée pour la conformité RoHS et les matériaux sans halogène est désormais standard. Les tendances futures peuvent inclure une utilisation accrue de matériaux recyclables dans le conditionnement et une réduction supplémentaire d'autres substances dangereuses.