Fiche technique de la lampe LED 333-2SURD/S530-A3 - 5mm Rouge Diffus - Tension 2,4V - Puissance 60mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes de la lampe LED 333-2SURD/S530-A3. Ce composant est une LED à montage traversant de 5mm de diamètre, conçue pour offrir des performances fiables et robustes dans diverses applications d'indication et de rétroéclairage. Le dispositif utilise une puce en AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière rouge diffus brillante, encapsulée dans un boîtier en résine rouge diffus. Son objectif de conception principal est de fournir une luminosité plus élevée, adaptée à l'électronique grand public où une signalisation visuelle claire est requise.

La LED est disponible en bande et en bobine pour les processus d'assemblage automatisés et est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), étant fabriquée en tant que composant sans plomb (Pb-free). Cela la rend adaptée à une utilisation dans des produits commercialisés mondialement sous les réglementations environnementales modernes.

2. Paramètres et spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites 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 maximal qui peut être appliqué en continu à la LED.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA. C'est le courant direct pulsé maximal, autorisé sous un cycle de service de 1/10 à une fréquence de 1 kHz.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut endommager la jonction semi-conductrice de la LED.
• Dissipation de puissance (Pd) :60 mW. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper.
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner.
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Température de soudure (Tsol) :260°C pendant 5 secondes. La température et le temps maximums auxquels les broches peuvent être soumises lors d'un soudage à la vague ou manuel.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont mesurées dans des conditions de test standard de Ta=25°C et d'un courant direct (IF) de 20 mA, sauf indication contraire. Ces paramètres définissent la performance typique de la LED.

• Intensité lumineuse (Iv) :100 mcd (Min), 200 mcd (Typ). Cela spécifie la quantité de lumière visible émise par la LED. La valeur typique de 200 millicandelas indique une luminosité moyenne pour une LED 5mm standard.
• Angle de vision (2θ1/2) :30° (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 30° indique un faisceau relativement étroit, adapté aux voyants indicateurs directionnels.
• Longueur d'onde de crête (λp) :632 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :624 nm (Typ). La longueur d'onde unique qui décrit la couleur perçue de la lumière. Cette valeur place la LED dans la région du rouge brillant.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (Typ). La largeur spectrale de la lumière émise, mesurée à la moitié de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (VF) :2,0 V (Min), 2,4 V (Typ). La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée par le courant spécifié de 20 mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'alimentation peut fournir cette tension.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Max) à VR=5V. Le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse.

Tolérances de mesure :La fiche technique note des incertitudes spécifiques : ±0,1V pour la Tension Directe, ±10% pour l'Intensité Lumineuse, et ±1,0nm pour la Longueur d'Onde Dominante. Celles-ci doivent être prises en compte dans les applications de conception critiques.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs graphiques caractéristiques qui illustrent le comportement de la LED dans différentes conditions. Comprendre ces courbes est crucial pour une conception de circuit et une gestion thermique optimales.

3.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Ce graphique montre la distribution spectrale de la lumière émise. Il présente généralement un pic autour de la valeur spécifiée de 632 nm (Typ) avec une largeur de bande (FWHM) d'environ 20 nm, confirmant la sortie monochromatique rouge caractéristique de la technologie AlGaInP.

3.2 Diagramme de directivité

Ce diagramme polaire visualise l'angle de vision de 30°, montrant comment l'intensité lumineuse diminue lorsque l'angle d'observation s'éloigne de l'axe central. Ce motif est crucial pour les applications nécessitant des formes de faisceau spécifiques.

3.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe IV)

Cette courbe démontre la relation exponentielle entre le courant et la tension dans une diode. Pour cette LED, au point de fonctionnement typique de 20 mA, la tension directe est d'environ 2,4V. La courbe aide à sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées ou à concevoir des pilotes à courant constant.

3.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Ce graphique montre que la sortie lumineuse (intensité) augmente avec le courant direct, mais pas nécessairement de manière parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés. Il souligne l'importance d'alimenter la LED avec un courant stable, et non une tension, pour une luminosité constante.

3.5 Courbes de dépendance à la température

Deux graphiques clés illustrent les effets de la température :Intensité relative en fonction de la température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Cette déclassement doit être pris en compte pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée.Courant direct en fonction de la température ambiante :Peut illustrer comment la caractéristique de tension directe évolue avec la température, ce qui est important pour la stabilité des circuits pilotés par tension.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dessin des dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier radial rond standard de 5mm. Les dimensions clés du dessin incluent :

• Diamètre total : 5,0mm (nominal).
• Espacement des broches : Environ 2,54mm (0,1 pouce), un empreinte traversante standard.
• Point de pliage minimum : Les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les contraintes sur le boîtier.
• Hauteur de la collerette : Doit être inférieure à 1,5mm.

La tolérance dimensionnelle générale est de ±0,25mm sauf indication contraire sur le dessin. Les ingénieurs doivent se référer au dessin coté exact de la fiche technique originale pour une mise en page PCB précise.

4.2 Identification de la polarité

La cathode (broche négative) est généralement identifiée par deux caractéristiques : un méplat sur le bord de la collerette en plastique de la LED et une longueur de broche plus courte. L'anode (broche positive) est plus longue. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation correcte est cruciale pour garantir la fiabilité et éviter d'endommager la LED.

5.1 Formage des broches

• Le pliage doit se faire à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy.
• Former les broches avant le soudage.
• Éviter d'appliquer une contrainte au boîtier ; des trous PCB mal alignés peuvent induire des contraintes et dégrader la résine époxy.
• Couper les broches à température ambiante.

5.2 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative. La durée de stockage recommandée après expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), utiliser un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.

5.3 Processus de soudage

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

Soudage manuel :

• Température de la pointe du fer : 300°C Max (pour un fer de 30W Max).
• Temps de soudage : 3 secondes Max par broche.

Soudage à la vague (DIP) :

• Température de préchauffage : 100°C Max (pendant 60 secondes Max).
• Température et temps du bain de soudure : 260°C Max pendant 5 secondes Max.

Un profil de température de soudage recommandé est fourni, mettant l'accent sur une montée en température contrôlée, un plateau de température de crête et une phase de refroidissement contrôlée. Éviter un refroidissement rapide. Le soudage par immersion ou manuel ne doit pas être effectué plus d'une fois. Laisser la LED refroidir naturellement à température ambiante après le soudage avant de la soumettre à des chocs ou vibrations mécaniques.

5.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, utiliser de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant une minute maximum. Ne pas utiliser le nettoyage par ultrasons sauf en cas d'absolue nécessité et seulement après des tests de pré-qualification approfondis, car l'énergie ultrasonique peut endommager la puce interne ou les fils de liaison.

5.5 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (60mW), une conception thermique appropriée reste importante pour la longévité. Le courant de fonctionnement doit être déclassé de manière appropriée si la LED est utilisée dans des températures ambiantes élevées. Les concepteurs doivent assurer une ventilation adéquate et éviter de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur.

5.6 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions de manipulation sont fortement recommandées :

• Utiliser des bracelets de mise à la terre et des chaussures ESD.
• Travailler sur des sols antistatiques et utiliser des conteneurs et emballages ESD.
• Employer des ioniseurs pour neutraliser les charges dans l'environnement de travail.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les dommages pendant l'expédition et la manutention :

• Emballage primaire :Sacs antistatiques.
• Emballage secondaire :Cartons intérieurs, contenant chacun 5 sacs.
• Emballage tertiaire :Cartons extérieurs, contenant chacun 10 cartons intérieurs.

Quantité d'emballage :Minimum 200 à 500 pièces par sac. Par conséquent, un carton extérieur contient entre 10 000 et 25 000 pièces (10 cartons intérieurs * 5 sacs * 200-500 pcs).

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur l'emballage contiennent des informations clés :

• CPN :Numéro de Production du Client.
• P/N :Numéro de Production (la référence, par ex. 333-2SURD/S530-A3).
• QTY :Quantité d'emballage.
• CAT / Rangs :Peut indiquer des classes de performance (par ex., grade d'intensité lumineuse).
• HUE :Longueur d'onde dominante.
• LOT No :Numéro de lot pour la traçabilité.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

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

• Téléviseurs (voyants d'état, rétroéclairage).
• Moniteurs (voyants d'alimentation/activité).
• Téléphones (état de ligne, indicateurs de message en attente).
• Ordinateurs (voyants d'alimentation, activité du disque dur).
• Voyants de panneau à usage général, équipements électroniques et appareils grand public nécessitant un indicateur rouge brillant et fiable.

7.2 Considérations de conception de circuit

Limitation de courant :Une LED doit toujours être pilotée avec un dispositif de limitation de courant, typiquement une résistance en série avec une source de tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_source - V_F) / I_F. Par exemple, avec une source de 5V, un V_F de 2,4V et un I_F souhaité de 20mA : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée, en tenant également compte de la puissance nominale de la résistance (P = I²R).

Angle de vision :L'angle de vision de 30° rend cette LED idéale pour les applications où la lumière doit être visible principalement de face, et non sous de larges angles latéraux.

Gestion thermique dans la mise en page PCB :Bien que ce ne soit pas un dispositif haute puissance, prévoir une certaine surface de cuivre autour des broches sur le PCB peut aider à dissiper la chaleur, surtout si le fonctionnement est proche des valeurs maximales ou dans un boîtier chaud.

8. Comparaison et différenciation technique

La LED 333-2SURD/S530-A3 offre des avantages spécifiques :

• Technologie de puce (AlGaInP) :Offre une efficacité plus élevée et une lumière rouge/orange/jaune plus brillante par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, ce qui se traduit par l'intensité typique spécifiée de 200 mcd.
• Lentille diffusante :La résine rouge diffus crée un point de vision doux et large sans point chaud central net, ce qui est esthétiquement agréable pour les voyants d'état.
• Construction robuste :La fiche technique met l'accent sur des performances fiables et robustes, suggérant une conception axée sur la longévité et une sortie constante.
• Conformité environnementale :Être sans plomb et conforme RoHS est une caractéristique standard mais essentielle pour la fabrication électronique moderne.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (λp) et la Longueur d'onde dominante (λd) ?

La Longueur d'onde de crête est la longueur d'onde physique où le spectre d'émission est le plus fort. La Longueur d'onde dominante est l'équivalent perceptuel de la couleur, calculée à partir du spectre et de la sensibilité de l'œil humain (fonctions de correspondance des couleurs CIE). Pour une LED rouge monochromatique comme celle-ci, elles sont souvent proches, comme on le voit ici (632nm vs 624nm).

9.2 Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

Non, c'est dangereux et détruira la LED.Une LED se comporte comme une diode ; sa tension directe est relativement constante (~2,4V). La connecter directement à une source de 3,3V provoquerait un courant très important et non contrôlé (limité uniquement par la résistance interne de la source et la résistance dynamique de la LED), dépassant rapidement la valeur nominale de courant continu de 25mA et provoquant une défaillance catastrophique. Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant.

9.3 Pourquoi l'humidité de stockage est-elle spécifiée (≤70% HR) ?

L'humidité peut être absorbée par le boîtier en époxy. Pendant le processus de soudage à haute température, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant des fissures internes ou un délaminage (\"effet pop-corn\"), ce qui peut endommager la puce ou les fils de liaison et entraîner une défaillance immédiate ou latente.

9.4 Que signifie \"Disponible en bande et en bobine\" ?

Cela signifie que les LED sont fournies montées sur une bande porteuse continue et enroulées sur une bobine. Ce format est conçu pour être utilisé avec des machines de placement automatique dans les lignes d'assemblage à montage en surface à grand volume. Bien qu'il s'agisse d'un composant traversant, il peut être livré sous cette forme pour les machines d'insertion automatique.

10. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la puce AlGaInP dans ce cas). Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique (longueur d'onde) de la lumière est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlGaInP a une bande interdite adaptée à la production de lumière rouge, orange et jaune.

10.2 Contexte industriel et tendances

Bien qu'il s'agisse d'une LED traversante standard, l'industrie s'est largement tournée vers les boîtiers à dispositif à montage en surface (SMD) comme les 0603, 0805 et 3528 pour la plupart des nouvelles conceptions en raison de leur taille plus petite, de leur adaptabilité au soudage par refusion et de leur faible profil. Cependant, les LED traversantes comme le type rond de 5mm restent populaires pour le prototypage, les projets de passionnés, les kits éducatifs et les applications nécessitant une haute fiabilité avec un soudage manuel ou lorsque le composant lui-même agit comme un indicateur monté sur panneau traversant un trou de boîtier. La technologie interne, l'AlGaInP, reste la norme pour les LED rouges, oranges et ambre à haute efficacité.