Fiche technique de la matrice de LED A203B/SUR/S530-A3 - Dimensions 5.0x2.0x4.0mm - Tension 2.0V - Puissance 60mW - Rouge brillant - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le A203B/SUR/S530-A3 est une matrice de LED à faible puissance et haute efficacité, conçue principalement pour servir d'indicateur dans les instruments électroniques. Le produit se compose d'un support en plastique combiné à des lampes LED individuelles, formant une matrice polyvalente qui peut être facilement montée sur des cartes de circuits imprimés ou des panneaux. Ses principaux avantages incluent une consommation d'énergie minimale, un excellent rapport coût-efficacité et une grande flexibilité de conception pour les combinaisons de couleurs. Le marché cible englobe les fabricants d'électronique grand public, de panneaux de contrôle industriel, d'instrumentation et toute application nécessitant une indication d'état ou de fonction claire et fiable.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Faible consommation d'énergie :Optimisé pour un fonctionnement économe en énergie, le rendant adapté aux appareils alimentés par batterie ou sensibles à la puissance.
• Haute efficacité et faible coût :Offre une luminosité élevée par rapport à sa puissance d'entrée, présentant un excellent rapport performance/prix.
• Flexibilité de conception :Permet un bon contrôle et des combinaisons libres des couleurs de LED au sein de la matrice, permettant des solutions d'indicateur personnalisées.
• Conception mécanique :Dispose d'un mécanisme de verrouillage sécurisé et est conçu pour un assemblage facile. La matrice est empilable verticalement et horizontalement, facilitant les conceptions modulaires et économes en espace.
• Montage polyvalent :Peut être monté facilement sur des cartes de circuits imprimés ou des panneaux.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme à la directive RoHS, répond aux exigences REACH de l'UE et est sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites 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 (Rapport cyclique 1/10 @ 1kHz). Des impulsions courtes de courant plus élevé sont autorisées dans des conditions pulsées spécifiques.
• 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 à Ta=25°C.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 à +85 °C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg) :-40 à +100 °C.
• Température de soudure (T_sol) :260 °C pendant 5 secondes. Définit la tolérance du profil de soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire.

• Tension directe (V_F) :2,0V (Typ.), avec une plage de 1,7V à 2,4V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'attaque peut fournir cette tension.
• Intensité lumineuse (I_V) :200 mcd (Typ.), avec un minimum de 100 mcd. Ceci quantifie la luminosité perçue de la lumière rouge émise.
• Angle de vision (2θ_1/2) :30 degrés (Typ.). Ceci définit l'étalement angulaire où l'intensité lumineuse est au moins la moitié de l'intensité de crête. Un angle de 30 degrés indique un faisceau relativement focalisé, adapté à une indication directionnelle.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632 nm (Typ.). La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est la plus grande.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :624 nm (Typ.). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur comme "Rouge Brillant".
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (Typ.). La largeur spectrale de la lumière émise, indiquant la pureté de la couleur.
• Matériau de la puce :AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce matériau semi-conducteur est connu pour sa haute efficacité dans la gamme de couleurs rouge à ambre.
• Couleur de la résine :Rouge diffusée. La lentille est teintée en rouge et diffusée pour adoucir la lumière émise et améliorer l'uniformité de l'angle de vision.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs courbes caractéristiques cruciales pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions.

3.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution spectrale de puissance, avec un pic autour de 632 nm (typique) et une largeur de bande d'environ 20 nm. Elle confirme que la couleur émise se situe dans le spectre rouge.

3.2 Diagramme de directivité

Illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, en corrélation avec l'angle de vision de 30 degrés. Le diagramme montre une distribution Lambertienne ou quasi-Lambertienne courante pour les LED diffusées.

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

Cette courbe non linéaire est essentielle pour la conception du pilote. Elle montre que V_Faugmente avec I_F. Pour un fonctionnement stable, une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant est obligatoire, car les LED sont des dispositifs pilotés en courant.

3.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Démontre que la sortie lumineuse (intensité) est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement. Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

3.5 Intensité relative en fonction de la température ambiante

Montre la dépendance négative de la sortie lumineuse à la température. Lorsque la température ambiante (T_a) augmente, l'intensité lumineuse diminue généralement. Cette dégradation thermique doit être prise en compte dans les applications à haute température.

3.6 Courant direct en fonction de la température ambiante

Indique comment la caractéristique du courant direct peut évoluer avec la température. Cela souligne l'importance de la gestion thermique pour maintenir des performances constantes.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dessin mécanique spécifie la taille physique de la matrice de LED. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur totales, l'espacement des broches et la position du bulbe en époxy. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. L'espacement des broches est mesuré au point où les broches sortent du corps du boîtier, ce qui est critique pour la conception de l'empreinte sur la carte de circuit imprimé.

4.2 Identification de la polarité

Bien que non détaillée explicitement dans le texte fourni, les matrices de LED typiques ont des marquages (comme un bord plat, une encoche ou une broche plus longue) pour indiquer la cathode. L'empreinte sur la carte de circuit imprimé doit être conçue pour correspondre à cette polarité afin d'assurer une orientation correcte lors de l'assemblage.

5. Instructions de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour éviter les dommages et assurer une fiabilité à long terme.

5.1 Formage des broches

• La flexion doit se produire à au moins 3 mm de la base du bulbe en époxy pour éviter les contraintes sur le boîtier.
• Former les broches avant le soudage.
• Éviter d'appliquer une contrainte sur le boîtier pendant le formage.
• Couper les broches à température ambiante.
• S'assurer que les trous de la carte de circuit imprimé sont parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

5.2 Conditions de stockage

• Stockage recommandé : ≤ 30°C et ≤ 70% d'humidité relative.
• La durée de conservation après expédition est de 3 mois dans ces conditions.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utiliser un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.
• Éviter les changements rapides de température dans des environnements humides pour prévenir la condensation.

5.3 Processus de soudage

Règle générale :Maintenir une distance minimale de 3 mm entre le joint de soudure et le bulbe en époxy.

Soudage manuel :Température de la pointe du fer ≤ 300°C (pour un fer de 30W max), temps de soudage ≤ 3 secondes.

Soudage à la vague/par immersion :Préchauffage ≤ 100°C (pendant ≤ 60 sec), température du bain de soudure ≤ 260°C pendant ≤ 5 secondes.

Notes critiques :

• Éviter les contraintes sur les broches pendant les phases à haute température.
• Ne pas souder (par immersion ou manuellement) plus d'une fois.
• Protéger la LED des chocs mécaniques jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante après le soudage.
• Éviter un refroidissement rapide depuis la température de crête.
• Toujours utiliser la température de soudage efficace la plus basse.

5.4 Nettoyage

• Si nécessaire, nettoyer uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤ 1 minute.
• Sécher à température ambiante.
• Éviter le nettoyage par ultrasons. Si inévitable, qualifier le processus au préalable 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 en fonction de la température ambiante de l'application et du chemin thermique, en se référant aux courbes de déclassement (implicites dans la fiche technique). Une dissipation thermique inadéquate peut entraîner une réduction de la lumière émise, un vieillissement accéléré et une défaillance prématurée.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécification de l'emballage

Les composants sont emballés pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité. Le système d'emballage comprend :

• Plateaux ou plaques anti-électrostatiques.
• Cartons intérieurs.
• Cartons extérieurs (principaux).

6.2 Quantité par emballage

• 200 pièces par sachet.
• 4 sachets par carton intérieur (800 pièces au total par carton intérieur).
• 10 cartons intérieurs par carton extérieur (8000 pièces au total par carton principal).

6.3 Explication des étiquettes

Les étiquettes contiennent des informations clés pour la traçabilité et l'identification :

• CPN : Numéro de pièce du client.
• P/N : Numéro de pièce du fabricant (ex. : A203B/SUR/S530-A3).
• QTY : Quantité dans l'emballage.
• CAT : Classe de performance ou bin.
• HUE : Longueur d'onde dominante.
• REF : Code de référence.
• LOT No : Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Principalement utilisés comme indicateurs pour afficher l'état, le degré, la fonction ou la position dans une large gamme d'instruments électroniques. Exemples :

• Indicateurs de mise sous tension/arrêt sur les appareils grand public.
• Indicateurs de mode ou d'état sur les panneaux de contrôle industriel.
• Indicateurs de niveau sur les équipements audio ou les instruments de test.
• Marqueurs de position sur les appareils avec plusieurs réglages.

7.2 Considérations de conception de circuit

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série ou un pilote à courant constant pour définir le courant direct (I_F). La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Marge de tension :Prendre en compte la variation de V_F(1,7V à 2,4V) lors de la conception du circuit d'attaque pour assurer une luminosité constante entre les unités.
• Protection contre la tension inverse :Bien que la LED puisse supporter 5V en inverse, il est recommandé d'éviter les conditions de polarisation inverse dans le circuit. Dans les applications à courant alternatif ou aux signaux bipolaires, une diode de protection en parallèle (polarisée en inverse) peut être nécessaire.
• Conception de la carte de circuit imprimé :Concevoir l'empreinte selon les dimensions du boîtier et l'espacement des broches. Assurer un dégagement adéquat autour du bulbe en époxy conformément aux instructions de soudage.

7.3 Empilage et assemblage

La conception empilable (verticalement et horizontalement) permet de créer des matrices denses ou des formes d'indicateur personnalisées. Lors de l'empilage, s'assurer du dégagement mécanique et considérer le couplage thermique potentiel entre les unités adjacentes.

8. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe nécessite des données spécifiques sur les concurrents, le A203B/SUR/S530-A3 offre plusieurs caractéristiques distinctives :

• Format de matrice :Le support en plastique intégré avec des lampes combinables simplifie l'assemblage et l'alignement par rapport au montage de plusieurs LED discrètes.
• Empilabilité :Cette caractéristique modulaire n'est pas courante dans toutes les LED indicateurs, offrant une flexibilité de conception unique pour les agencements verticaux ou horizontaux.
• Conformité complète :La conformité simultanée aux normes RoHS, REACH et aux normes strictes sans halogène le rend adapté aux marchés mondiaux les plus exigeants et aux conceptions soucieuses de l'environnement.
• Performance équilibrée :Offre une bonne combinaison de luminosité (200 mcd typ), d'angle de vision (30 deg) et de faible tension directe (2,0V typ) pour une LED rouge AlGaInP.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quel est le courant de fonctionnement recommandé pour cette LED ?
R1 : La fiche technique spécifie les caractéristiques à I_F=20mA, qui est un point de fonctionnement courant. Le courant continu maximum est de 25 mA. Pour une longévité et une efficacité optimales, il est conseillé de fonctionner à ou en dessous de 20mA.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation logique 5V ou 3,3V ?
R2 : Oui, mais vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Pour une alimentation de 5V et un I_Fcible de 20mA, avec une V_Ftypique de 2,0V, la valeur de la résistance serait (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ohms. Utilisez un calcul similaire pour 3,3V.

Q3 : Comment identifier l'anode et la cathode ?
R3 : Reportez-vous au dessin du boîtier pour les marquages de polarité. Typiquement, la broche la plus longue est l'anode (positive), ou le boîtier peut avoir un côté plat ou une encoche près de la cathode.

Q4 : Cette LED est-elle adaptée aux applications extérieures ?
R4 : La plage de température de fonctionnement est de -40 à +85°C, ce qui couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, le boîtier n'est pas spécifiquement conçu pour être étanche ou résistant aux UV. Pour une utilisation extérieure, une protection environnementale supplémentaire (revêtement protecteur, boîtier étanche) serait nécessaire.

Q5 : Pourquoi la condition de stockage est-elle importante ?
R5 : Les LED sont sensibles à l'absorption d'humidité. Un stockage inapproprié peut entraîner un "effet pop-corn" ou des dommages internes pendant le processus de soudage à haute température en raison de l'expansion rapide de la vapeur.

10. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un indicateur de charge de batterie à plusieurs niveaux pour un appareil portable.
Mise en œuvre :Utiliser plusieurs matrices de lampes A203B/SUR/S530-A3, chacune représentant un niveau de charge (ex. : 25%, 50%, 75%, 100%). Elles peuvent être empilées verticalement pour former un graphique à barres. Un microcontrôleur simple ou un circuit intégré de jauge de batterie dédié surveillerait la tension de la batterie. À différents seuils de tension, il allumerait le nombre correspondant de matrices de LED via des interrupteurs à transistors. L'angle de vision de 30 degrés assure que l'indicateur est clairement visible de face, tandis que la faible V_Fet l'exigence de courant minimisent la charge sur la batterie surveillée. La conception empilable simplifie la disposition physique sur la carte de circuit imprimé.

11. Principe de fonctionnement

Le A203B/SUR/S530-A3 est une source de lumière à l'état solide basée sur une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction intégré est appliquée, les électrons du semi-conducteur AlGaInP de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le rouge brillant à environ 624-632 nm. La lentille en résine époxy rouge diffusée sert à extraire la lumière du semi-conducteur, à façonner le faisceau (angle de vision de 30 degrés) et à fournir une protection mécanique et environnementale à la puce.

12. Tendances technologiques

Les LED indicateurs comme le A203B/SUR/S530-A3 continuent d'évoluer dans le cadre des tendances plus larges de la technologie LED. Il y a une constante poussée vers une plus grande efficacité lumineuse (plus de lumière par watt d'entrée électrique), ce qui pour les LED colorées implique souvent d'optimiser la structure épitaxiale et les systèmes de phosphore (bien que moins pertinent pour l'AlGaInP à couleur directe). La miniaturisation reste une tendance clé, permettant des indicateurs plus petits dans des appareils compacts. L'intégration est une autre direction, avec des circuits de pilotage plus complexes ou plusieurs couleurs (RVB) incorporés dans des boîtiers uniques. De plus, la demande d'une conformité environnementale et d'une durabilité encore plus strictes stimule le développement de nouveaux matériaux plus écologiques pour les boîtiers et les substrats. Le concept empilable et modulaire observé dans ce produit s'aligne sur la tendance vers la flexibilité de conception et la facilité d'assemblage dans la fabrication électronique moderne.