Fiche Technique de la Lampe LED 1313-2SYGD/S530-E2 - 1.3x1.3x1.5mm - 2.0V - 40mW - Jaune Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La lampe LED de la série 1313 est un composant traversant conçu pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité plus élevés. Elle utilise une puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière Jaune Vert Brillant. Le dispositif est encapsulé dans un boîtier en résine diffusante verte, ce qui contribue à obtenir une distribution lumineuse uniforme. Cette série se caractérise par sa fiabilité, sa robustesse et sa conformité aux normes environnementales modernes, la rendant adaptée à une variété d'appareils électroniques grand public.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent le choix de ses angles de vision, sa disponibilité en bande et bobine pour l'assemblage automatisé, et sa construction utilisant des matériaux sans plomb (Pb-free). Elle est conforme à la directive européenne RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), au règlement REACH, et est classée comme sans halogène, avec une teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl) maintenue en dessous des limites spécifiées (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Ces caractéristiques en font un choix idéal pour les fabricants ciblant les marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

Les applications cibles se situent principalement dans le secteur de l'électronique grand public, y compris l'utilisation comme voyants lumineux ou rétroéclairage dans les téléviseurs, les écrans d'ordinateur, les téléphones et les périphériques informatiques généraux. Ses spécifications équilibrent performance et rapport coût-efficacité pour ces applications à grand volume.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique. Comprendre ces limites et valeurs typiques est crucial pour une conception de circuit fiable et pour garantir les performances à long terme de la LED.

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 (IF) :25 mA. Dépasser ce courant en continu générera une chaleur excessive, dégradant la structure interne et la sortie lumineuse de la LED au fil du temps, pouvant conduire à une défaillance catastrophique.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz). Cette valeur permet de courts pics de courant plus élevé, utiles pour le multiplexage ou pour atteindre une luminosité momentanément plus élevée, mais la puissance moyenne doit rester dans la limite du courant continu.
• Tension inverse (VR) :5 V. Appliquer une tension de polarisation inverse supérieure à celle-ci peut provoquer une augmentation soudaine du courant inverse, endommageant la jonction PN de la LED. Une conception de circuit appropriée doit inclure une protection contre les pics de tension inverse.
• Dissipation de puissance (Pd) :60 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dissipation réelle autorisée diminue lorsque la température ambiante augmente.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C / -40°C à +100°C. Ces plages définissent respectivement les conditions environnementales que le dispositif peut supporter pendant l'utilisation et le stockage non opérationnel.
• Température de soudure (Tsol) :260°C pendant 5 secondes. Ceci spécifie le profil thermique maximal que les broches de la LED peuvent supporter pendant le soudage à la vague ou manuel sans endommager les fils de liaison internes ou la résine époxy.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces caractéristiques sont mesurées dans des conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20mA sauf indication contraire) et représentent les performances typiques du dispositif.

• Intensité lumineuse (Iv) :63 mcd (Min), 125 mcd (Typ). C'est la luminosité perçue de la LED mesurée en millicandelas. La large plage entre min et typ indique une variation naturelle du processus de fabrication. Les concepteurs doivent utiliser la valeur minimale pour la planification de la luminosité dans le pire des cas.
• Angle de vision (2θ1/2) :40° (Typ). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale (sur l'axe). Un angle de 40° indique un faisceau modérément large, adapté aux voyants généraux où la visibilité sous différents angles est nécessaire.
• Longueur d'onde de crête et dominante (λp / λd) :~575 nm / ~573 nm. La longueur d'onde de crête est le point spectral de la puissance rayonnante maximale. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, qui pour cette LED se situe dans la région jaune-vert du spectre.
• Tension directe (VF) :1.7V (Min), 2.0V (Typ), 2.4V (Max) à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Une résistance limitant le courant est obligatoire en série avec la LED pour définir le point de fonctionnement et prévenir l'emballement thermique, car le VF a un coefficient de température négatif.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Max) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse dans sa limite maximale.

La fiche technique note également les incertitudes de mesure : ±0.1V pour VF, ±10% pour Iv, et ±1.0nm pour λd. Celles-ci doivent être prises en compte dans les applications de précision.

3. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques fournissent un aperçu précieux du comportement de la LED dans des conditions variables, au-delà des données ponctuelles des tableaux.

3.1 Distribution spectrale et directivité

Lacourbe Intensité relative en fonction de la Longueur d'ondemontre une largeur de bande spectrale relativement étroite (Δλ typ. 20 nm), centrée autour de 575 nm, ce qui est caractéristique des matériaux AlGaInP. Cela donne une couleur jaune-vert saturée. Lacourbe de Directivitéreprésente visuellement l'angle de vision de 40°, montrant comment l'intensité lumineuse diminue lorsque l'angle d'observation s'éloigne de l'axe central.

3.2 Relations électriques et thermiques

Lacourbe Courant direct en fonction de la Tension directe (Courbe I-V)est non linéaire. Une petite augmentation de la tension au-delà de la tension de "coude" (environ 1.8V-2.0V) provoque une forte augmentation du courant. Cela souligne l'importance d'un fonctionnement piloté par le courant, et non par la tension.

Lacourbe Intensité relative en fonction du Courant directest généralement linéaire dans la plage de fonctionnement, ce qui signifie que la luminosité est approximativement proportionnelle au courant. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

Lescourbes Intensité relative en fonction de la Température ambianteetCourant direct en fonction de la Température ambiantesont essentielles pour la gestion thermique. La sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente (extinction thermique). Simultanément, pour une tension fixe, le courant direct augmenterait avec la température en raison de la diminution du VF. Cette combinaison peut conduire à un emballement thermique si elle n'est pas correctement gérée avec une source de courant constant ou une résistance série suffisante.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED suit un contour de boîtier traversant radial standard 1313 (1.3mm x 1.3mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Les dimensions globales du corps sont d'environ 1.3mm x 1.3mm.
• La hauteur de la collerette (la base plate autour des broches) doit être inférieure à 1.5mm pour assurer un positionnement correct sur un PCB.
• La tolérance standard pour les dimensions est de ±0.25mm sauf indication contraire sur le dessin.
• Les broches sont conçues pour être formées et coupées selon des directives spécifiques pour éviter les contraintes sur le bulbe en époxy.

4.2 Identification de la polarité et formage des broches

La cathode est généralement identifiée par un méplat sur la lentille de la LED ou une broche plus courte (bien que le marquage spécifique doive être vérifié sur le dessin dimensionnel). La fiche technique fournit des directives strictes pour le formage des broches : la courbure doit se produire à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy, doit être effectuée avant le soudage et doit éviter de solliciter le boîtier. Un mauvais alignement lors du montage sur PCB peut induire des contraintes et dégrader la fiabilité.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour maintenir les performances spécifiées et la longévité de la LED.

5.1 Conditions de soudage recommandées

• Soudage manuel :Température maximale de la pointe du fer : 300°C (pour un fer de 30W max), temps de soudage maximum 3 secondes par broche. Maintenir une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et le bulbe en époxy.
• Soudage à la vague/par immersion :Température de préchauffage maximale 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. Température du bain de soudure maximale 260°C pour un temps d'immersion maximum de 5 secondes. Là encore, respecter la règle de distance de 3mm.

Un graphique de profil de soudage recommandé montrerait typiquement une montée en température progressive, une zone de température de pic stable et une phase de refroidissement contrôlée pour minimiser le choc thermique.

5.2 Stockage et nettoyage

• Stockage :Les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative. La durée de conservation après expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant est recommandé.
• Nettoyage :Si nécessaire, nettoyer uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute. Le nettoyage par ultrasons est fortement déconseillé car il peut endommager la structure interne par cavitation ; si absolument nécessaire, une pré-qualification approfondie est nécessaire.

5.3 Considération de gestion thermique

La fiche technique indique explicitement que la gestion thermique doit être prise en compte lors de l'étape de conception de l'application. Lorsque la température ambiante augmente ou si la LED fonctionne dans un espace confiné, le courant direct doit être déclassé (réduit) pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres et prévenir une dépréciation accélérée des lumens ou une défaillance. Une surface de cuivre PCB adéquate ou d'autres méthodes de dissipation thermique pour les broches peuvent améliorer les performances thermiques.

6. Emballage et informations de commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité pendant le transport et le stockage.

• Emballage primaire : Sachets anti-électrostatiques.
• Emballage secondaire : Cartons intérieurs contenant 5 sachets.
• Emballage tertiaire : Cartons extérieurs contenant 10 cartons intérieurs.
• Quantité par emballage :Minimum 200 à 500 pièces par sachet. Par conséquent, un carton extérieur contient entre 10 000 et 25 000 pièces (10 cartons intérieurs * 5 sachets * 200-500 pcs).

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage contiennent plusieurs codes pour la traçabilité et l'identification :

• CPN :Numéro de pièce du client.
• P/N :Numéro de pièce du fabricant (ex. : 1313-2SYGD/S530-E2).
• QTY :Quantité de pièces dans l'emballage.
• CAT/HUE/REF :Codes pour le classement de performance (Binning), indiquant la Longueur d'onde Dominante (HUE) et la Tension Directe (REF) spécifiques des LED de ce lot.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité du contrôle qualité.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Circuits d'application typiques

Pour un fonctionnement à partir d'une tension d'alimentation standard (ex. : 5V ou 3.3V), une résistance série limitant le courant est obligatoire. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée. Par exemple, pour alimenter la LED à 20mA à partir d'une alimentation 5V avec un VF typique de 2.0V : R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Une résistance avec une puissance nominale d'au moins I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W (une résistance standard de 1/8W ou 1/4W est suffisante) doit être utilisée.

7.2 Considérations de conception

• Pilotage par courant :Concevez toujours pour un fonctionnement à courant constant, et non à tension constante, pour assurer une luminosité stable et prévenir l'emballement thermique.
• Conception du PCB :Assurez-vous que les trous sont correctement alignés pour éviter les contraintes sur les broches. Pour les voyants vus directement, considérez l'angle de vision lors du positionnement de la LED sur la carte.
• Protection ESD :Bien que la LED puisse avoir une certaine robustesse ESD inhérente, une manipulation selon les pratiques de sécurité ESD est recommandée, en particulier dans les environnements secs.
• Environnement thermique :Évitez de placer la LED près d'autres composants générant de la chaleur. Considérez les effets du boîtier du produit fini sur la température ambiante autour de la LED.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciens boîtiers LED T-1 (3mm) ou T-1 3/4 (5mm), le format 1313 offre un encombrement plus petit, permettant une densité plus élevée sur les PCB. Sa technologie AlGaInP offre une efficacité plus élevée et une sortie plus lumineuse dans le spectre jaune-vert au rouge par rapport aux anciennes technologies comme le GaAsP. La combinaison spécifique d'un angle de vision de 40°, d'une luminosité typique élevée (125 mcd @ 20mA) et d'une conformité environnementale totale (RoHS, REACH, Sans Halogène) positionne cette référence comme un choix moderne et fiable pour les applications grand public à grand volume et sensibles au coût où le respect des réglementations est critique.

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

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

Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu est de 25 mA. Fonctionner à 30 mA dépasse cette valeur, ce qui générera une chaleur excessive, réduira significativement la durée de vie de la LED et causera probablement une défaillance prématurée. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez un modèle de LED conçu pour un courant plus élevé.

9.2 Pourquoi la tension directe est-elle spécifiée avec une plage min/typ/max ?

La tension directe varie en raison des tolérances inhérentes au processus de fabrication des semi-conducteurs. La conception du circuit doit fonctionner correctement avec n'importe quelle LED dans cette plage de VF. Utiliser le VF maximum dans votre calcul de la résistance limitant le courant garantit que la LED ne sera pas suralimentée même si vous recevez une unité avec un VF plus bas.

9.3 La condition de stockage est de 3 mois. Que se passe-t-il si j'utilise un stock plus ancien ?

Au-delà de 3 mois dans un stockage d'usine standard, l'humidité peut diffuser dans le boîtier en époxy. Pendant le soudage, cette humidité peut se dilater rapidement, provoquant des fissures internes ou un effet "pop-corn" qui endommage la LED. Pour les stocks plus anciens, un processus de séchage (suivant les directives du fabricant) est nécessaire pour éliminer l'humidité avant le soudage. Le stockage à long terme recommandé dans un conteneur rempli d'azote avec dessiccant prévient ce problème.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Cette LED est une diode semi-conductrice basée sur des matériaux AlGaInP. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction PN, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde de crête de la lumière émise, dans ce cas, le jaune-vert (~573-575 nm). La lentille en époxy diffusante verte encapsule la puce, la protège et façonne le faisceau lumineux de sortie.

10.2 Contexte technologique objectif

La technologie AlGaInP est mature et très efficace pour produire de la lumière dans les longueurs d'onde ambre, jaune et verte. Les tendances de l'industrie continuent de se concentrer sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (plus de lumière par watt électrique), l'amélioration de la cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré (binning), et l'amélioration de la fiabilité dans des conditions de température et de densité de courant plus élevées. Il y a également une forte et constante impulsion dans toute l'industrie électronique pour éliminer les substances dangereuses et réduire l'impact environnemental des composants tout au long de leur cycle de vie, ce qui se reflète dans les certifications de conformité de ce produit.