Fiche technique de la lampe LED 3294-15SURC/S 400-A7 - Rouge vif - 2.0V - 20mA - 200mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Cette fiche technique fournit des informations techniques complètes pour la lampe LED 3294-15SURC/S 400-A7. Ce composant est une diode électroluminescente traversante (style lampe) conçue pour des applications nécessitant un éclairage indicateur fiable et robuste avec une luminosité élevée. Le dispositif utilise une puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une couleur rouge vif avec une lentille en résine transparente, offrant un large angle de vision adapté à diverses fins d'affichage et d'indication.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux normes environnementales et de sécurité clés telles que RoHS, REACH UE et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Elle est disponible en bande et en bobine pour les processus d'assemblage automatisés, améliorant ainsi l'efficacité de fabrication. Les marchés cibles principaux de ce composant sont l'électronique grand public et les périphériques informatiques, où une indication d'état constante et visible est cruciale.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C et ne doivent en aucun cas être dépassées en conditions de fonctionnement.

• Courant direct continu (IF) :25 mA. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu à l'anode de la LED.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA. Cette valeur s'applique en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. Le dépasser en fonctionnement continu dégradera la LED.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse supérieure peut provoquer un claquage de la jonction.
• Dissipation de puissance (Pd) :60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme Tension Directe (VF) * Courant Direct (IF).
• Température de fonctionnement & de stockage :Le dispositif peut fonctionner de -40°C à +85°C et être stocké de -40°C à +100°C.
• Température de soudure (Tsol) :Les broches peuvent supporter 260°C pendant 5 secondes, ce qui est compatible avec les processus de soudure standard à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les Caractéristiques Électro-Optiques sont mesurées à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 20 mA, qui est la condition de test standard. Ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique de la LED.

• Intensité lumineuse (Iv) :100 mcd (Min), 200 mcd (Typ). C'est la mesure de la puissance lumineuse perçue émise dans une direction spécifique. La valeur typique de 200 millicandelas indique une sortie lumineuse adaptée à une visualisation directe.
• Angle de vision (2θ1/2) :90° (Typ). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité à 0° (sur l'axe). Un angle de 90° fournit un cône de vision large.
• Longueur d'onde de crête (λp) :632 nm (Typ). C'est la longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :624 nm (Typ). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur comme rouge vif.
• Tension directe (VF) :1.7V (Min), 2.0V (Typ), 2.4V (Max) à IF=20mA. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit afin de déterminer la valeur nécessaire de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Max) à VR=5V. Un faible courant inverse indique une bonne qualité de jonction.

Les incertitudes de mesure sont fournies : Intensité Lumineuse (±10%), Longueur d'Onde Dominante (±1.0nm), et Tension Directe (±0.1V).

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique fait référence à un système de classement pour les paramètres clés, indiqué par des codes sur l'étiquette d'emballage (CAT, HUE, REF). Le classement est le processus de tri des LED en groupes basés sur leurs performances mesurées pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production.

• CAT (Classement de l'Intensité Lumineuse) :Les LED sont triées en classes basées sur leur intensité lumineuse mesurée (par ex., 150-200 mcd, 200-250 mcd). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec une plage de luminosité spécifique.
• HUE (Classement de la Longueur d'Onde Dominante) :Les LED sont classées selon leur longueur d'onde dominante, assurant une constance de couleur. Pour une LED rouge vif, les classes peuvent définir des plages nanométriques spécifiques autour de la valeur typique de 624 nm.
• REF (Classement de la Tension Directe) :La tension directe est classée pour regrouper les LED avec des caractéristiques Vf similaires. Cela peut être important pour les applications où une chute de tension constante sur plusieurs LED en série est souhaitée, bien que ce soit généralement moins critique que la régulation du courant.

Il est nécessaire de consulter le document détaillé de spécification de classement du fabricant pour comprendre les définitions exactes des codes et les plages disponibles pour le 3294-15SURC/S 400-A7.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques typiques, essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

4.1 Intensité relative vs. Longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution spectrale de puissance. Pour une LED rouge AlGaInP, attendez-vous à un spectre relativement étroit centré autour de 624-632 nm (longueurs d'onde dominante et de crête). La courbe confirme la nature monochromatique de la sortie, idéale pour les applications d'indicateur spécifiques à une couleur.

4.2 Diagramme de directivité

La courbe de directivité (ou diagramme de rayonnement) illustre comment l'intensité lumineuse varie avec l'angle de vision. Un diagramme typique pour une LED style lampe avec une lentille transparente montre une distribution large et lisse, correspondant à la spécification d'angle de vision de 90°.

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

Ce graphique montre la relation exponentielle typique d'une diode. La courbe permet aux concepteurs d'estimer la Vf à des courants autres que la condition de test standard de 20mA. Elle est cruciale pour concevoir le circuit d'attaque, surtout pour les applications sur batterie où la marge de tension est limitée.

4.4 Intensité relative vs. Courant direct

Cette courbe démontre la relation entre la sortie lumineuse (intensité relative) et le courant d'attaque. La sortie lumineuse augmente généralement de manière linéaire avec le courant jusqu'à un certain point. Fonctionner nettement au-dessus de 20mA peut donner des rendements décroissants et augmenter la chaleur, réduisant potentiellement la durée de vie.

4.5 Courbes de dépendance à la température

Intensité relative vs. Température ambiante :La sortie lumineuse d'une LED diminue typiquement lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe quantifie cette dégradation, ce qui est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.

Courant direct vs. Température ambiante :Cette courbe peut montrer la relation entre le courant direct admissible et la température ambiante, indiquant souvent une ligne de déclassement pour rester dans la limite de dissipation de puissance maximale (Pd).

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dessin des dimensions du boîtier

La fiche technique fournit un dessin mécanique détaillé de la lampe LED. Les dimensions clés incluent le diamètre total de la lentille en époxy (typiquement 5mm pour ce style), l'espacement des broches (standard 2.54mm / 0.1\" pour les cartes traversantes), et la hauteur totale. Les notes spécifient que toutes les dimensions sont en millimètres, la hauteur de la collerette doit être inférieure à 1.5mm, et la tolérance générale est de ±0.25mm sauf indication contraire. Le dessin indique également clairement les broches anode et cathode, généralement avec la broche la plus longue étant l'anode (+).

5.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est essentielle au fonctionnement de la LED. Le dispositif utilise la convention standard : la broche la plus longue est l'anode (positive), et la broche la plus courte est la cathode (négative). De plus, il y a souvent un méplat sur le bord de la base de la lentille en plastique près de la broche cathode. L'empreinte sur la carte PCB doit être conçue pour accommoder le diamètre et l'espacement spécifiés des broches.

6. Directives de soudure & d'assemblage

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

6.1 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 les fils de liaison internes.
• Effectuez le formage des brochesavant soldering.
• Évitez de stresser le boîtier. Des trous de PCB mal alignés provoquant une insertion forcée peuvent dégrader la résine époxy et la LED.
• Coupez les broches à température ambiante.

6.2 Stockage

• Stockez à ≤30°C et ≤70% d'HR. La durée de conservation est de 3 mois à partir de l'expédition.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.
• Après ouverture, utilisez dans les 24 heures.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

6.3 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 ≤300°C (pour un fer max 30W), temps de soudure ≤3 secondes.

Soudure à la vague/par immersion :Préchauffage ≤100°C pendant ≤60 secondes. Température du bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes.

Un profil de température de soudure recommandé est fourni, montrant typiquement une montée progressive, un préchauffage stable, un court temps au-dessus du liquidus (par ex., 260°C), et un refroidissement contrôlé. Évitez un refroidissement rapide. N'appliquez pas de contrainte sur les broches lorsqu'elles sont chaudes. Le resoudage (plus d'un cycle) n'est pas recommandé.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, utilisez de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant pas plus d'une minute. N'utilisez pas le nettoyage ultrasonique sauf si absolument nécessaire et seulement après pré-qualification, car il peut endommager la structure interne.

6.5 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (60 mW max), une gestion thermique appropriée doit être envisagée lors de la conception. Fonctionner à des températures ambiantes élevées ou à des courants élevés augmentera la température de jonction, ce qui peut réduire la sortie lumineuse (dépréciation des lumens) et accélérer la dégradation à long terme. Assurer un espacement adéquat sur la carte PCB et éventuellement utiliser un petit dissipateur thermique sur les broches peut aider dans les applications exigeantes.

7. Emballage & Informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité :

1. Les LED sont placées dans des sacs anti-statiques.

2. Plusieurs sacs sont emballés dans un carton intérieur.

3. Plusieurs cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur principal.

Quantité d'emballage :Minimum 200 à 1000 pièces par sac. Typiquement, 4 sacs par carton intérieur, et 10 cartons intérieurs par carton extérieur.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage contient plusieurs codes :

CPN :Numéro de Production du Client (optionnel).

P/N :Numéro de Production (la référence : 3294-15SURC/S 400-A7).

QTY :Quantité dans le sac/carton.

CAT, HUE, REF :Codes de classement pour l'Intensité Lumineuse, la Longueur d'Onde Dominante et la Tension Directe, respectivement.

LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé dans la fiche technique, cette LED est adaptée pour :

Téléviseurs & Moniteurs :Indicateur d'état d'alimentation, mode veille, ou indicateurs de fonction.

Téléphones :Indicateur de ligne occupée, message en attente, ou indicateur d'alimentation.

Ordinateurs & Périphériques :Activité du disque dur, allumage/extinction, ou voyants d'état réseau sur routeurs/modems.

Sa couleur rouge vif et sa bonne luminosité la rendent idéale pour toute application nécessitant une indication d'état ou d'avertissement claire et visible.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série pour limiter le courant direct à la valeur souhaitée (par ex., 20mA pour une luminosité typique). Calculez la valeur de la résistance comme R = (V_alimentation - Vf_LED) / I_souhaitée.
• Implantation du circuit :Assurez-vous que les trous de la carte PCB sont parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes mécaniques lors de l'insertion.
• Angle de vision :L'angle de vision de 90° est adapté aux indicateurs de face avant. Pour une visibilité plus large, envisagez des capots de lentille ou des guides de lumière.
• LED multiples :Pour piloter plusieurs LED, connectez-les en série avec une alimentation à tension plus élevée et une seule résistance de limitation de courant, ou connectez-les en parallèle chacune avec sa propre résistance (préférable pour une luminosité constante).

9. Comparaison & Différenciation technique

Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), cette LED basée sur AlGaInP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une sortie plus lumineuse à courant d'attaque identique. La résine transparente, par opposition à une résine diffusante ou teintée, fournit l'extraction de lumière la plus élevée possible et une couleur rouge plus saturée et vive. Sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, Sans Halogène) en fait un choix adapté pour les produits vendus sur des marchés réglementés comme l'UE. Le boîtier robuste et les directives de manipulation détaillées indiquent une conception axée sur la fiabilité en fabrication de volume.

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

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation 5V pour piloter cette LED à 20mA ?

R : En utilisant la Vf typique de 2.0V : R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohms. Utilisez la valeur standard la plus proche (par ex., 150Ω ou 160Ω). Considérez toujours la Vf maximale (2.4V) pour assurer un courant suffisant dans le pire des cas.

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur (3.3V ou 5V) ?

R : Il n'est pas recommandé de la connecter directement sans résistance de limitation de courant. Une broche de MCU typique ne peut fournir/absorber que 20-25mA, ce qui est à la limite maximale absolue de cette LED. Utilisez toujours une résistance. Pour une logique 3.3V : R ≈ (3.3V - 2.0V)/0.02A = 65Ω.

Q : L'intensité lumineuse est de 200 mcd typique. Est-ce suffisamment lumineux pour une utilisation extérieure en plein jour ?

R : 200 mcd est adapté pour des indicateurs intérieurs ou une visualisation à courte distance. Pour une visibilité en plein soleil, une intensité beaucoup plus élevée (souvent >1000 mcd) ou une lentille focalisée serait nécessaire.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'Onde de Crête (632 nm) et la Longueur d'Onde Dominante (624 nm) ?

R : La Longueur d'Onde de Crête est l'endroit où le spectre d'émission physique est le plus fort. La Longueur d'Onde Dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, tenant compte de la sensibilité aux couleurs de l'œil (réponse photopique). La longueur d'onde dominante est la meilleure métrique pour décrire la couleur perçue.

11. Cas pratique de conception & d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'alimentation pour une alimentation à découpage (SMPS) de bureau.

Le SMPS délivre une tension de veille de 5V. L'objectif est d'ajouter un indicateur d'allumage lumineux et fiable.

Mise en œuvre :Placez la LED sur le panneau avant. Connectez l'anode via une résistance de limitation de courant de 150Ω au rail de veille 5V. Connectez la cathode à la masse. La puissance nominale nécessaire pour la résistance est P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W, donc une résistance standard 1/8W (0.125W) est suffisante.

Considérations :Assurez-vous que la LED est montée solidement, avec les broches formées correctement avant soudure sur la carte de contrôle PCB. L'angle de vision de 90° fournira une bonne visibilité sous divers angles. La couleur rouge vif est un indicateur universel pour \"alimentation activée\". La fiabilité à long terme décrite dans la fiche technique garantit que l'indicateur durera toute la durée de vie de l'unité d'alimentation.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. Pour ce dispositif, le système de matériau AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) a un gap correspondant à la lumière rouge. La résine époxy transparente agit comme une lentille, façonnant la sortie lumineuse et protégeant la puce semi-conductrice délicate.

13. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer, avec des tendances générales axées sur une efficacité accrue (plus de lumens par watt), une fiabilité plus élevée et un coût réduit. Pour les LED de type indicateur comme la série 3294, les tendances incluent le développement d'angles de vision encore plus larges, des tensions directes plus basses pour réduire la consommation dans les appareils sur batterie, et une compatibilité améliorée avec les processus de soudure sans plomb et à haute température requis pour l'assemblage moderne de cartes PCB. Il y a également une tendance vers une miniaturisation accrue dans les boîtiers CMS (Composant Monté en Surface), bien que les lampes traversantes restent populaires pour le prototypage, la réparation et les applications nécessitant une luminosité ponctuelle élevée ou un montage mécanique spécifique.