Fiche technique LED 7343/R5C2-ASUB/MS - Boîtier T-1 3/4 - 2.0V Typ - Rouge Brillant - 115mW Max - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED haute luminosité conçue pour des applications nécessitant un flux lumineux supérieur. Le composant utilise une technologie de puce AlGaInP pour produire une couleur rouge brillante et est encapsulé dans une résine époxy transparente résistante aux UV, au sein d'un boîtier rond T-1 3/4 standard. Sa conception privilégie la fiabilité, la robustesse et l'efficacité, le rendant adapté aux applications commerciales et extérieures exigeantes. Le produit est conforme aux réglementations environnementales en vigueur et 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 série de LED est son intensité lumineuse élevée, obtenue grâce à une conception et des matériaux de puce optimisés. L'utilisation d'époxy résistant aux UV garantit une fiabilité à long terme et une stabilité de la couleur lors d'une exposition au soleil, un facteur critique pour une utilisation en extérieur. La conception robuste du boîtier contribue à la durabilité globale. Cette LED est spécifiquement ciblée pour des applications telles que les enseignes graphiques couleur, les panneaux à messages, les panneaux à messages variables (PMV) et les écrans publicitaires extérieurs commerciaux, où une visibilité élevée et des performances de couleur constantes sont primordiales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques du composant, définis dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Les limites clés incluent une tension inverse maximale (V_R) de 5V, un courant direct continu (I_F) de 50mA, et un courant direct crête (I_FP) de 160mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10 @1kHz). La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 115mW. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C et peut supporter des températures de stockage de -40°C à +100°C. Il offre une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) jusqu'à 2000V (Modèle du Corps Humain) et peut supporter une température de soudure de 260°C pendant 5 secondes maximum.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement typiques (I_F=20mA). L'intensité lumineuse (I_v) a une valeur typique de 7150 millicandelas (mcd), avec un minimum de 5650 mcd et un maximum de 11250 mcd. L'angle de vision (2θ_1/2) est typiquement de 23 degrés, indiquant un faisceau relativement focalisé. La longueur d'onde de crête (λ_p) est de 632 nm, tandis que la longueur d'onde dominante (λ_d) est typiquement de 624 nm, définissant la couleur rouge brillante perçue. La largeur de bande spectrale (Δλ) est de 20 nm. La tension directe (V_F) est typiquement de 2.0V, avec une plage de 1.8V à 2.6V. Le courant inverse (I_R) est spécifié à un maximum de 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

2.3 Considérations thermiques

Bien que non détaillé explicitement dans un paramètre de résistance thermique séparé, la dissipation de puissance maximale de 115mW et la plage de température de fonctionnement constituent les principales contraintes thermiques. Les concepteurs doivent s'assurer que la température de jonction ne dépasse pas sa limite maximale en prévoyant un dissipateur thermique adéquat ou en limitant le courant de fonctionnement, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée. Les courbes de performance montrent la relation entre l'intensité lumineuse relative et la température ambiante, ce qui est crucial pour prédire le flux lumineux dans différentes conditions thermiques.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques d'application en termes de luminosité et de couleur.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois classes : S (5650-7150 mcd), T (7150-9000 mcd) et U (9000-11250 mcd). Toutes les mesures sont prises à I_F=20mA. Une tolérance de ±10% est appliquée au sein de chaque classe. Ce classement permet une sélection basée sur le niveau de luminosité requis pour une application donnée.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit la couleur perçue, est classée en deux groupes : Classe 1 (620-624 nm) et Classe 2 (624-628 nm). La tolérance pour la longueur d'onde dominante est très serrée à ±1 nm, garantissant une excellente uniformité de couleur au sein d'une classe sélectionnée, ce qui est critique pour des applications comme les affichages couleur où l'accord des couleurs est essentiel.

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est divisée en quatre classes : 1 (1.8-2.0V), 2 (2.0-2.2V), 3 (2.2-2.4V) et 4 (2.4-2.6V). Connaître la classe de tension est important pour concevoir le circuit d'alimentation, en particulier pour les pilotes à courant constant, afin d'assurer une marge de tension et une efficacité appropriées. La note concernant la \"Tolérance de la Longueur d'Onde Dominante\" dans cette section semble être une erreur de documentation et devrait se référer à la tolérance de tension directe.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent une compréhension plus approfondie du comportement du composant dans des conditions non standard.

4.1 Intensité relative vs. Longueur d'onde

Cette courbe trace la distribution spectrale de puissance, montrant un pic à environ 632 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) typique de 20 nm. La bande passante étroite est caractéristique des LED rouges à base d'AlGaInP, résultant en une couleur saturée.

4.2 Diagramme de directivité

Le diagramme polaire illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. L'angle de vision typique de 23 degrés (angle à mi-intensité) est confirmé, montrant que l'intensité chute à 50% de sa valeur sur l'axe à environ ±11.5 degrés du centre.

4.3 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant direct et la tension directe, typique d'une diode. Elle est essentielle pour déterminer la tension d'alimentation requise pour un courant de fonctionnement donné et pour comprendre la résistance dynamique de la LED.

4.4 Intensité relative vs. Courant direct

Ce graphique démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant d'alimentation. Il est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais finira par saturer et peut entraîner une baisse d'efficacité et une dégradation accélérée à des courants excessivement élevés.

4.5 Courbes de dépendance à la température

Deux graphiques clés montrent l'impact de la température ambiante :Intensité relative vs. Température ambiantemontre typiquement une diminution du flux lumineux lorsque la température augmente, en raison de la recombinaison non radiative et d'autres effets.Courant direct vs. Température ambiante(à tension constante) montrerait une augmentation du courant due au coefficient de température négatif de la tension directe de la diode. Ces données sont critiques pour concevoir des systèmes fonctionnant de manière fiable sur toute la plage de température spécifiée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier rond standard T-1 3/4 (5mm). Le dessin dimensionnel spécifie les mesures clés, y compris le diamètre total, l'espacement des broches et la géométrie de la lentille en époxy. Une note critique spécifie que la résine saillante sous la collerette a une hauteur maximale de 1.5mm, ce qui doit être pris en compte pour la conception du PCB et les espacements. Toutes les dimensions non spécifiées ont une tolérance de ±0.25mm.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un méplat sur le bord du boîtier de la LED ou par la broche la plus courte. Il convient de consulter le diagramme de la fiche technique pour le marquage de polarité spécifique utilisé sur ce composant afin d'assurer une orientation correcte lors de l'assemblage.

6. Guide de soudage et d'assemblage

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

6.1 Formage des broches

Si les broches doivent être pliées, cela doit être fait à un point situé à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy pour éviter les contraintes sur la puce interne et les fils de liaison. Le formage doit être effectué avant le soudage, à température ambiante, et avec précaution pour éviter d'appliquer une contrainte au boîtier. L'alignement des trous du PCB doit être précis pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Processus de soudage

Deux méthodes de soudage sont abordées :
Soudage manuel :La température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 300°C (pour un fer de max 30W), et le temps de soudage par broche doit être de 3 secondes maximum. Le joint de soudure doit être à au moins 3mm du bulbe en époxy.
Soudage à la vague/par immersion :Le préchauffage ne doit pas dépasser 100°C pendant 60 secondes maximum. La température du bain de soudure doit être au maximum de 260°C pendant 5 secondes. Là encore, une distance minimale de 3mm du bulbe en époxy doit être maintenue.
Un profil de température de soudage recommandé est fourni, soulignant l'importance de vitesses de chauffage et de refroidissement contrôlées pour éviter les chocs thermiques. Le soudage (immersion ou manuel) ne doit pas être effectué plus d'une fois. La LED doit être protégée des chocs mécaniques jusqu'à ce qu'elle revienne à température ambiante après le soudage.

6.3 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées à 30°C ou moins et à 70% d'humidité relative ou moins. La durée de stockage recommandée après expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un matériau absorbant l'humidité. Les changements rapides de température dans des environnements à forte humidité doivent être évités pour empêcher la condensation.

7. Informations sur le conditionnement et la commande

7.1 Spécification du conditionnement

Les LED sont conditionnées dans des sacs antistatiques pour les protéger des décharges électrostatiques. La hiérarchie de conditionnement est : 200 à 500 pièces par sac, 5 sacs par carton intérieur, et 10 cartons intérieurs par carton extérieur. Les matériaux d'emballage sont résistants à l'humidité.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette du produit contient plusieurs codes : CPN (Numéro de Produit Client), P/N (Numéro de Produit), QTY (Quantité Conditionnée), CAT (classes pour l'Intensité Lumineuse et la Tension Directe), HUE (classe pour la Longueur d'Onde Dominante), REF (Référence) et LOT No (Numéro de Lot pour la traçabilité).

7.3 Désignation de production / Numéro de modèle

Le numéro de pièce 7343/R5C2-ASUB/MS suit un format structuré. Le \"7343\" fait probablement référence à la série ou au type de boîtier. \"R5\" indique la couleur (Rouge Brillant) et la classe d'intensité lumineuse. \"C2\" spécifie la classe de longueur d'onde dominante. Le suffixe \"ASUB/MS\" peut désigner des caractéristiques spéciales, un type de lentille ou un conditionnement (par exemple, bande et bobine). Le décodage exact de chaque segment doit être recoupé avec le guide produit complet du fabricant.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED rouge haute luminosité est idéalement adaptée pour :
• Enseignes graphiques couleur & Panneaux à messages :Comme élément rouge primaire dans les clusters de pixels RVB.
• Panneaux à Messages Variables (PMV) :Pour les affichages d'informations routières nécessitant une visibilité à longue distance et une fiabilité par tous les temps.
• Publicité extérieure commerciale :Dans les écrans grand format où une intensité lumineuse élevée assure la visibilité sous une lumière ambiante vive.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez toujours un pilote à courant constant pour assurer un flux lumineux stable et éviter l'emballement thermique. Le point de fonctionnement typique est de 20mA, mais le circuit doit être conçu pour respecter le maximum absolu de 50mA en courant continu.
• Gestion thermique :Pour les applications fonctionnant à haute température ambiante ou à fort courant d'alimentation, considérez le chemin thermique des broches de la LED vers le cuivre du PCB et/ou un dissipateur thermique externe pour maintenir la température de jonction dans les limites.
• Optique :L'angle de vision de 23 degrés fournit un faisceau focalisé. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (diffuseurs, lentilles) peuvent être nécessaires.
• Protection ESD :Bien que le composant ait une protection ESD de 2000V HBM, la mise en œuvre de procédures de manipulation ESD standard pendant l'assemblage est toujours recommandée.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED rouges standard de type indicateur, ce composant offre une intensité lumineuse significativement plus élevée (plusieurs milliers de mcd contre quelques centaines de mcd), le rendant inadapté à une simple indication d'état mais idéal pour l'éclairage et la signalétique. L'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP, par opposition aux anciennes technologies GaAsP ou GaP, offre une efficacité plus élevée et une couleur rouge plus vive et saturée. Le classement serré sur la longueur d'onde (±1 nm) et l'intensité offre une uniformité de couleur et de luminosité supérieure par rapport aux composants classés de manière large, ce qui est un avantage critique dans les applications à réseaux multi-LED comme les écrans.

10. Questions Fréquemment Posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je alimenter cette LED à 50mA en continu ?
R : Bien que 50mA soit la valeur maximale absolue en continu, les caractéristiques électro-optiques typiques sont spécifiées à 20mA. Fonctionner à 50mA produira un flux lumineux plus élevé mais générera également plus de chaleur, réduira l'efficacité (baisse d'efficacité) et pourrait raccourcir la durée de vie. Il est conseillé de concevoir pour un courant plus faible comme 20mA pour une fiabilité et une efficacité optimales.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête (632 nm) et la longueur d'onde dominante (624 nm typique) ?
R : La longueur d'onde de crête est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. En raison de la forme de la courbe de réponse photopique de l'œil humain, la longueur d'onde dominante pour une LED rouge est souvent légèrement plus courte (décalée vers le jaune) que la longueur d'onde de crête.

Q : Comment sélectionner la bonne classe pour mon application ?
R : Pour les applications critiques en couleur (par exemple, écrans RVB), sélectionnez une classe de longueur d'onde dominante serrée (par exemple, Classe 1 ou 2) et utilisez la même classe pour toutes les LED rouges. Pour les applications critiques en luminosité où la variation de couleur est moins importante, vous pourriez sélectionner une classe d'intensité lumineuse plus élevée (U ou T). La classe de tension directe est principalement importante pour s'assurer que votre circuit d'alimentation dispose d'une marge de tension suffisante pour l'ensemble du lot.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau d'avertissement extérieur haute visibilité.
Un concepteur crée un panneau d'avertissement compact et solaire qui doit être visible à 100 mètres en plein jour. Il sélectionne cette LED pour le message rouge \"STOP\". Il choisit des LED de la classe U (9000-11250 mcd) pour une luminosité maximale et de la Classe 1 pour la longueur d'onde dominante (620-624 nm) pour assurer une teinte rouge constante. Il conçoit un pilote à courant constant réglé à 20mA par LED. La conception du PCB assure un espacement minimum de 3mm entre la pastille de soudure et le corps de la LED, et la surface de cuivre autour des broches est maximisée pour servir de dissipateur thermique. Pendant l'assemblage, il suit précisément le profil de soudage à la vague et met en œuvre des pratiques de manipulation sécurisées contre les ESD. Le résultat est un panneau avec une luminosité excellente et uniforme, et une fiabilité à long terme sous différentes températures extérieures.

12. Introduction au principe technologique

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. Dans un matériau à bande interdite directe comme l'AlGaInP, cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique de la lumière émise (rouge, dans ce cas) est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, qui est ajustée en modifiant les proportions d'aluminium, de gallium et d'indium. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce, à façonner le faisceau lumineux de sortie et à améliorer l'extraction de la lumière du semi-conducteur.

13. Tendances du développement technologique

La tendance générale de la technologie LED pour la signalétique et l'éclairage va vers une efficacité lumineuse toujours plus élevée (lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et un coût réduit. Pour les LED rouges à base d'AlGaInP, la recherche continue de pousser l'efficacité quantique externe en améliorant l'extraction de la lumière de la puce et en réduisant les pertes internes. Il y a également un développement continu dans les LED à conversion de phosphore qui utilisent une LED pompe bleue ou violette avec un phosphore rouge, ce qui peut offrir des caractéristiques spectrales et d'efficacité différentes. De plus, la miniaturisation et l'augmentation de la densité de puissance dans les boîtiers, ainsi qu'une fiabilité accrue pour les environnements sévères, restent des domaines clés pour les composants utilisés dans les applications extérieures et automobiles.