Fiche technique LED 333-2SUGC/S400-A5 - Vert Brillant - 3.4V - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (DEL) verte haute luminosité. Le composant est conçu pour des applications nécessitant une émission lumineuse supérieure et une grande fiabilité. Il présente un encapsulement en résine transparente qui améliore l'extraction de la lumière et offre une couleur verte claire et brillante. Le produit est conforme aux directives RoHS et est disponible dans un conditionnement adapté aux processus d'assemblage automatisés.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Cette DEL offre plusieurs avantages clés aux ingénieurs concepteurs :

• Haute intensité lumineuse :Délivre des valeurs d'intensité lumineuse typiques comprises entre 4000 et 8000 millicandelas (mcd) pour un courant de commande standard de 20mA, la rendant adaptée aux applications d'indication et de rétroéclairage nécessitant une grande visibilité.
• Angle de vision étroit :Présente un angle de vision typique (2θ1/2) de 10 degrés, fournissant un faisceau lumineux focalisé idéal pour l'éclairage directionnel ou les indicateurs d'état.
• Choix de conditionnement :Disponible en bande et en bobine, facilitant une fabrication efficace par placement automatique.
• Construction robuste :Conçue pour un fonctionnement fiable avec un cadre de connexion et un encapsulement robustes.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb (Pb-free) et reste conforme aux spécifications RoHS.

1.2 Marché cible et applications

Cette DEL est destinée à l'électronique grand public et aux applications d'affichage où des indicateurs lumineux et fiables sont essentiels. Les applications typiques incluent :

• Indicateurs d'état pour téléviseurs et moniteurs.
• Rétroéclairage ou voyants lumineux pour téléphones et dispositifs de communication.
• Voyants lumineux sur périphériques informatiques et composants internes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Courant direct continu (I_F) :25 mA - Le courant continu maximal pouvant circuler en continu à travers la DEL.
• Décharge électrostatique (ESD) :150 V (Modèle du corps humain) - Indique la sensibilité du composant à l'électricité statique ; des précautions de manipulation ESD appropriées sont nécessaires.
• Tension inverse (V_R) :5 V - La tension maximale pouvant être appliquée en sens inverse.
• Dissipation de puissance (P_d) :110 mW - La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante de 25°C.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C - La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C - La plage de température pour un stockage sûr.
• Température de soudure (T_sol) :260°C pendant 5 secondes - La température de crête et la tolérance de temps pour la soudure à la vague ou par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiées. La conception doit être basée sur ces valeurs.

• Intensité lumineuse (I_v) :Min. 4000 mcd, Typ. 8000 mcd (à I_F=20mA). Cette haute intensité est la caractéristique principale.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typ. 10 degrés. Un angle étroit concentre la sortie lumineuse.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :Typ. 525 nm. La longueur d'onde à laquelle l'intensité de la lumière émise est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Typ. 530 nm. La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur verte.
• Tension directe (V_F) :Typ. 3.4 V, Max. 4.0 V (à I_F=20mA). Important pour la conception du circuit de commande et la sélection de l'alimentation.
• Courant inverse (I_R) :Max. 50 μA (à V_R=5V). Spécifie le courant de fuite à l'état bloqué.

Tolérances de mesure :Tension directe (±0.1V), Intensité lumineuse (±10%), Longueur d'onde dominante (±1.0nm).

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du composant dans différentes conditions. Celles-ci sont essentielles pour comprendre la performance réelle au-delà des spécifications ponctuelles.

3.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe de distribution spectrale montre la sortie lumineuse à travers différentes longueurs d'onde. Elle confirme l'émission de couleur verte avec un pic autour de 525nm et une largeur spectrale typique (Δλ) de 35nm, ce qui définit la pureté de la couleur verte.

3.2 Diagramme de directivité

Le tracé polaire illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, en corrélation avec l'angle de vision de 10 degrés. Il montre comment l'intensité diminue rapidement en dehors du faisceau central.

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

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. La tension directe typique de 3.4V à 20mA est un point de fonctionnement clé. La courbe est essentielle pour concevoir des circuits limiteurs de courant, car les DEL sont des dispositifs commandés en courant.

3.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Ce graphique démontre que la sortie lumineuse (intensité) est approximativement proportionnelle au courant direct, jusqu'à la valeur maximale admissible. Il souligne l'importance d'un contrôle de courant stable pour une luminosité constante.

3.5 Dépendance à la température

Deux courbes clés montrent l'impact de la température ambiante (T_a) :
Intensité relative en fonction de la température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Cela est dû à une réduction de l'efficacité quantique interne à des températures plus élevées.
Courant direct en fonction de la température ambiante :Indique comment la caractéristique de tension directe évolue avec la température. Typiquement, V_Fdiminue légèrement avec l'augmentation de la température pour les DEL à base d'InGaN.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La DEL présente un boîtier radial à broches standard (souvent appelé boîtier \"lamp\"). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La hauteur de la collerette (la section plate à la base de la lentille) doit être inférieure à 1.5mm (0.059\").
• La tolérance générale pour les dimensions non spécifiées est de ±0.25mm.

Le dessin dimensionnel spécifie l'espacement des broches, le diamètre du corps, la forme de la lentille et la hauteur totale, qui sont critiques pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un bon ajustement dans les boîtiers.

4.2 Identification de la polarité

La broche la plus longue désigne généralement l'anode (borne positive), tandis que la broche la plus courte est la cathode (borne négative). C'est une convention standard pour les DEL radiales. La cathode peut également être indiquée par un bord plat sur la lentille de la DEL ou une encoche dans la base en plastique. La polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement.

5. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour maintenir les performances et la fiabilité de la DEL.

5.1 Formage des broches

• Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les contraintes sur la puce interne et les fils de liaison.
• Effectuez le formage des brochesavant soldering.
• Évitez d'appliquer une contrainte au boîtier de la DEL pendant le formage.
• Coupez les broches à température ambiante.
• Assurez-vous que les trous du PCB sont parfaitement alignés avec les broches de la DEL pour éviter les contraintes de montage.

5.2 Conditions de 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), utilisez un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

5.3 Processus de soudure

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

Soudure manuelle :
- Température de la pointe du fer : Max. 300°C (pour un fer max. 30W).
- Temps de soudure par broche : Max. 3 secondes.

Soudure par immersion/à la vague :
- Température de préchauffage : Max. 100°C (pendant max. 60 secondes).
- Température et temps du bain de soudure : Max. 260°C pendant 5 secondes.

Notes critiques sur la soudure :

• Évitez les contraintes sur les broches pendant les opérations à haute température.
• Ne réalisez pas la soudure par immersion/manuelle plus d'une fois.
• Protégez la DEL des chocs/vibrations mécaniques jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante après soudure.
• Évitez un refroidissement rapide depuis la température de crête de soudure.
• Utilisez toujours la température de soudure la plus basse possible permettant un joint fiable.
• Les paramètres de soudure à la vague doivent être strictement contrôlés.

5.4 Nettoyage

• Si nécessaire, nettoyez uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute.
• Séchez à température ambiante avant utilisation.
• Évitez le nettoyage par ultrasons.Si absolument nécessaire, une pré-qualification approfondie est nécessaire pour s'assurer qu'aucun dommage ne se produit, car l'énergie ultrasonique peut fracturer les liaisons internes ou l'époxy.

5.5 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif de faible puissance, la gestion thermique reste importante pour la longévité :

• Prenez en compte la dissipation thermique lors de la conception de l'application.
• Déclassez le courant de fonctionnement de manière appropriée à des températures ambiantes plus élevées (reportez-vous aux courbes de déclassement, qui sont sous-entendues mais non explicitement montrées dans l'extrait fourni).
• Contrôlez la température autour de la DEL dans l'application finale.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Spécification du conditionnement

Les DEL sont conditionnées pour prévenir les dommages et l'infiltration d'humidité :

• Conditionnement primaire :Sachets anti-électrostatiques.
• Conditionnement secondaire :Cartons intérieurs.
• Conditionnement tertiaire :Cartons extérieurs pour l'expédition.

6.2 Quantité par conditionnement

• Minimum 200 à 500 pièces par sachet anti-statique.
• 4 sachets sont emballés dans 1 carton intérieur.
• 10 cartons intérieurs sont emballés dans 1 carton extérieur.

6.3 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage contiennent des informations clés :

• CPN :Numéro de production du client.
• P/N :Numéro de production (Numéro de pièce).
• QTY :Quantité emballée.
• CAT :Catégories (probablement des catégories de tri pour l'intensité ou la longueur d'onde).
• HUE :Longueur d'onde dominante.
• REF : Reference.
• LOT No :Numéro de lot pour la traçabilité.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Conception du circuit de commande

En raison de la tension directe typique de 3.4V, un pilote à courant constant est recommandé, en particulier lorsqu'il est alimenté par une source de tension comme un rail 5V ou 12V. Une simple résistance en série peut être utilisée pour des applications d'indication de base, calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Assurez-vous que la puissance nominale de la résistance est adéquate.

7.2 Conception optique

L'angle de vision étroit de 10 degrés rend cette DEL adaptée aux applications nécessitant un faisceau focalisé. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (par exemple, diffuseurs ou lentilles) seraient nécessaires. La résine transparente fournit une sortie claire et non diffusée.

7.3 Conception du PCB

Assurez-vous que l'empreinte PCB correspond aux dimensions du boîtier et à l'espacement des broches. Prévoyez un dégagement suffisant autour du corps de la DEL pour respecter la distance minimale recommandée de 3mm du joint de soudure. Envisagez des plots de décharge thermique si la DEL doit être pilotée près de son courant maximal.

8. Comparaison et différenciation techniques

Bien qu'une comparaison directe nécessite des données spécifiques sur les concurrents, les principaux points de différenciation de cette DEL basés sur sa fiche technique sont :

• Intensité lumineuse très élevée :4000-8000 mcd à 20mA est remarquablement élevé pour un boîtier de DEL verte standard, offrant une luminosité supérieure.
• Faisceau étroit et focalisé :L'angle de vision de 10 degrés est plus étroit que celui de nombreuses DEL standard (souvent de 30 à 60 degrés), fournissant une lumière plus directionnelle.
• Technologie de puce InGaN :L'utilisation du matériau Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) est standard pour les DEL vertes/bleues/blanches haute luminosité, offrant une bonne efficacité et stabilité.

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 (525nm)est la longueur d'onde physique où la puissance spectrale est maximale.La longueur d'onde dominante (530nm)est la longueur d'onde unique psychophysique que l'œil humain perçoit comme correspondant à la couleur de la DEL. Elles sont souvent proches mais pas identiques.

9.2 Puis-je piloter cette DEL à son courant maximal de 25mA en continu ?

Bien que la valeur maximale absolue soit de 25mA, les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 20mA. Pour un fonctionnement fiable à long terme et pour tenir compte de l'élévation de température, il est généralement conseillé de concevoir pour un courant nominal égal ou inférieur à la condition de test \"Typ.\" (20mA). Un déclassement peut être nécessaire à des températures ambiantes élevées.

9.3 Pourquoi la distance minimale de 3mm du joint de soudure est-elle si importante ?

Cette distance empêche une chaleur excessive de remonter la broche et d'endommager la puce semi-conductrice interne sensible ou la résine époxy pendant la soudure. Une chaleur excessive peut provoquer un délaminage, une fissuration ou une dégradation permanente de la sortie lumineuse.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état d'alimentation haute visibilité pour un ordinateur industriel monté en rack.

1. Exigence :Une lumière verte brillante et non ambiguë visible à plusieurs mètres de distance dans une pièce bien éclairée.
2. Sélection :Cette DEL est choisie pour sa haute intensité (8000 mcd typ.) et son angle de vision étroit, ce qui aide à concentrer la lumière vers l'observateur.
3. Conception du circuit :Le dispositif est alimenté par le rail de veille 5V du système. Une résistance en série est calculée : R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohms. Une résistance standard de 82 Ohms, 1/4W est sélectionnée.
4. Intégration mécanique :La DEL est montée sur le PCB du panneau avant. Le panneau a un petit orifice. Le faisceau étroit assure que la majeure partie de la lumière sort par l'orifice sans débordement.
5. Assemblage :Pendant l'assemblage du PCB, la soudure à la vague est utilisée avec un profil culminant à 250°C pendant 4 secondes, respectant les limites de la fiche technique. Les broches sont coupées après soudure, en s'assurant que la coupe est à plus de 3mm du corps de la DEL.

Ce cas d'utilisation exploite les principaux atouts de la DEL : haute luminosité et focalisation du faisceau.