Fiche technique de la lampe LED 3294-15UBGC/S400-A6 - Super Bleu 505nm - 3,5V - 20mA - Angle de vision de 90° - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 3294-15UBGC/S400-A6 est une lampe LED haute luminosité conçue pour les applications nécessitant un rendement lumineux supérieur. Ce dispositif utilise un matériau de puce InGaN/SiC pour produire une couleur émise super bleue avec une lentille transparente comme l'eau. Il se caractérise par sa fiabilité, sa robustesse et sa disponibilité dans diverses options de conditionnement, notamment en bande et en bobine.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette série de LED est sa luminosité accrue, la rendant adaptée aux applications de rétroéclairage et d'indicateur où une visibilité élevée est cruciale. Les marchés et applications cibles clés incluent les téléviseurs, les moniteurs d'ordinateur, les téléphones et l'équipement informatique général où un éclairage bleu constant et brillant est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques du dispositif, tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans ces conditions. Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• 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 (IF(Peak)) :100 mA. Cette valeur est typiquement pour des conditions d'impulsion courte et ne doit pas être dépassée.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse au-delà de cette limite peut provoquer une rupture de jonction.
• Dissipation de puissance (Pd) :120 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme Tension Directe (VF) * Courant Direct (IF).
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :1000 V (Modèle du corps humain). Cela indique un niveau modéré de sensibilité aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont nécessaires.
• Température de soudure (Tsol) :260°C pendant 5 secondes. Cela définit la tolérance du profil de soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont mesurées à un courant de test standard de IF=20mA et Ta=25°C, représentant des conditions de fonctionnement typiques.

• Intensité lumineuse (Iv) :400 (Min.) à 800 (Typ.) mcd. Cette large plage de classement indique une variance de production ; les concepteurs doivent prendre en compte la valeur minimale pour la luminosité dans le pire des cas.
• Angle de vision (2θ1/2) :90° (Typique). Cela définit l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête, offrant un large motif d'émission.
• Longueur d'onde de crête (λp) :502 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λd) :505 nm (Typique). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur comme "super bleue".
• Largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) :30 nm (Typique). La largeur spectrale à mi-hauteur d'intensité.
• Tension directe (VF) :3,5 V (Typique), 4,3 V (Maximum) à 20mA. Ce paramètre est crucial pour la conception du pilote et la sélection de l'alimentation.
• Courant inverse (IR) :50 μA (Maximum) à VR=5V.

Tolérances de mesure :La fiche technique note des incertitudes spécifiques : ±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. Explication du système de classement

Le produit utilise un système de classement pour catégoriser les unités en fonction des principaux paramètres optiques et électriques, assurant l'homogénéité au sein d'un lot. L'explication de l'étiquette définit ces classes :

• CAT :Rangs d'Intensité Lumineuse (Iv). Correspond à la plage de 400-800 mcd.
• HUE :Rangs de Longueur d'Onde Dominante (λd). Regroupe les LED par leur point de couleur bleue spécifique autour de 505nm.
• REF :Rangs de Tension Directe (VF). Regroupe les LED par leur chute de tension, important pour l'appariement de courant dans les chaînes en série.

Les concepteurs doivent spécifier ou être conscients des classes requises pour leur application afin de maintenir l'uniformité de couleur et de luminosité.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques donnent un aperçu du comportement du dispositif dans diverses conditions.

4.1 Intensité relative vs. Longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution de puissance spectrale, culminant à environ 502nm avec une largeur de bande (Δλ) de 30nm, confirmant l'émission monochromatique bleue.

4.2 Diagramme de directivité

Le tracé polaire illustre l'angle de vision de 90°, montrant un motif d'émission quasi-Lambertien où l'intensité diminue avec le cosinus de l'angle de vision.

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

La courbe I-V est exponentielle, typique pour une diode. Au courant de test de 20mA, la tension est typiquement de 3,5V. La courbe est essentielle pour la conception thermique, car VF a un coefficient de température négatif.

4.4 Intensité relative vs. Courant direct (Courbe L-I)

L'intensité lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant avant de potentiellement saturer à des courants plus élevés. Fonctionner au-dessus du 20mA recommandé peut augmenter le rendement mais réduira l'efficacité et la durée de vie en raison de l'augmentation de la chaleur.

4.5 Caractéristiques thermiques

Intensité relative vs. Température ambiante :Le rendement lumineux diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette déclassement est critique pour les applications dans des environnements à haute température.
Courant direct vs. Température ambiante :Pour une alimentation à tension constante, le courant augmenterait avec la température en raison de la diminution de VF. Cela souligne l'importance des pilotes à courant constant pour un fonctionnement stable.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dessin des dimensions du boîtier

Le dessin mécanique fournit les dimensions critiques pour la conception de l'empreinte PCB et le dégagement d'assemblage. Les notes clés incluent :
1. Toutes les dimensions sont en millimètres.
2. La hauteur de la collerette doit être inférieure à 1,5mm (0,059").
3. La tolérance standard est de ±0,25mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La LED a une broche cathode et une broche anode. Typiquement, la broche la plus longue est l'anode (+), et le côté plat sur la lentille ou une marque sur la collerette indique la cathode (-). L'empreinte PCB doit être conçue pour correspondre à cette orientation.

6. Guide de soudure et d'assemblage

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

6.1 Formage des broches

• Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy.
• Effectuez le formage avant la soudure.
• Évitez de stresser le boîtier. Des trous PCB mal alignés causant un stress sur les broches peuvent dégrader la résine époxy.
• Coupez les broches à température ambiante.

6.2 Conditions de stockage

• Stockez à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative après expédition. La durée de conservation est de 3 mois.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.
• 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 le bulbe en époxy.
Soudure manuelle :Température de la pointe du fer max 300°C (30W max), temps de soudure max 3 secondes.
Soudure à la vague/par immersion :Préchauffage max 100°C (60 sec max). Bain de soudure max 260°C pendant 5 secondes.
Profil :Un graphique de profil de température de soudure recommandé est fourni, mettant l'accent sur une phase de montée, de pic et de refroidissement contrôlées.
Notes critiques :
- Évitez le stress sur les broches pendant les phases à haute température.
- Ne soudez pas (immersion/manuelle) plus d'une fois.
- Protégez la LED des chocs/vibrations jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante.
- Évitez un refroidissement rapide depuis la température de pic.
- Utilisez la température la plus basse possible qui permet d'obtenir un joint de soudure fiable.

6.4 Nettoyage

• Nettoyez uniquement avec de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant ≤1 minute.
• Évitez le nettoyage par ultrasons. Si absolument nécessaire, préqualifiez le processus pour vous assurer qu'aucun dommage ne se produit.

6.5 Gestion thermique

Une conception thermique appropriée est obligatoire. Le courant de fonctionnement doit être déclassé de manière appropriée en fonction de la température ambiante de l'application et de la résistance thermique de la configuration de montage. Reportez-vous aux courbes de déclassement (implicites, bien que non explicitement montrées dans l'extrait fourni) pour obtenir des conseils. Un dissipateur thermique inadéquat entraînera une réduction du flux lumineux, un décalage de couleur et une dégradation accélérée.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les dommages pendant l'expédition et le stockage :
- Emballage primaire :Sac anti-électrostatique.
- Emballage secondaire :Carton intérieur contenant 4 sacs.
- Emballage tertiaire :Carton extérieur contenant 10 cartons intérieurs.
Quantité d'emballage :Minimum 200 à 1000 pièces par sac. Un carton extérieur complet contient 40 sacs (4 sacs/carton intérieur * 10 cartons intérieurs).

7.2 Explication de l'étiquette

Les étiquettes sur l'emballage contiennent les informations suivantes pour la traçabilité et l'identification : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce fabricant : 3294-15UBGC/S400-A6), QTY (Quantité), CAT/HUE/REF (Codes de classement), et LOT No. (Numéro de lot pour la traçabilité).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéale pour :
- Rétroéclairage :Pour les panneaux LCD dans les téléviseurs, moniteurs et affichages industriels nécessitant un rétroéclairage bleu ou comme partie d'un système de lumière blanche RVB.
- Indicateurs d'état :Indicateurs de puissance, d'activité ou de mode haute luminosité dans les équipements de télécommunications et informatiques.
- Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation où une couleur bleue vive est souhaitée.

8.2 Considérations de conception

• Sélection du pilote :Utilisez un pilote à courant constant réglé à 20mA (ou moins pour réduire la chaleur/augmenter la durée de vie) pour assurer un rendement lumineux et une couleur stables. Prenez en compte la chute de tension directe typique de 3,5V.
• Résistance de limitation de courant :Si vous utilisez une source de tension, calculez précisément la résistance en série en utilisant la VF maximale (4,3V) pour vous assurer que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale absolue dans les pires conditions.
• Gestion thermique :Concevez le PCB avec une surface de cuivre adéquate ou utilisez un PCB à âme métallique (MCPCB) pour dissiper la chaleur, en particulier dans les espaces clos ou à températures ambiantes élevées.
• Conception optique :L'angle de vision de 90° est adapté à l'éclairage de grandes surfaces. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être nécessaires.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les lignes d'entrée et assurez-vous que le personnel d'assemblage utilise des bracelets de mise à la terre appropriés.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec des concurrents ne figure pas dans la fiche technique, les principaux points de différenciation de cette LED peuvent être déduits :
- Classe de haute luminosité :Avec une intensité typique de 800mcd à 20mA, elle offre une haute efficacité lumineuse pour un boîtier de lampe LED standard de 3mm ou 5mm.
- Point de couleur spécifique :Le "super bleu" 505nm est une teinte distincte, potentiellement différente des LED bleu royal (~450nm) ou bleu pur (~470nm).
- Construction robuste :L'accent mis sur la fiabilité et la construction sans plomb répond aux normes environnementales et de durabilité modernes.
- Documentation complète :Des directives détaillées de manipulation, de soudure et de stockage réduisent les risques d'application.

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

Q1 : Puis-je alimenter cette LED à 25mA en continu ?
R1 : Bien que la valeur maximale absolue soit de 25mA, les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 20mA. Pour un fonctionnement fiable à long terme et pour tenir compte des effets thermiques, il est fortement recommandé de fonctionner à 20mA ou en dessous. Utilisez la valeur maximale uniquement comme limite de contrainte, pas comme point de fonctionnement.

Q2 : Pourquoi y a-t-il une si large plage d'Intensité Lumineuse (400-800 mcd) ?
R2 : Cela est dû aux variances de production dans l'épitaxie des semi-conducteurs et le processus de fabrication des puces. Les dispositifs sont classés (code CAT) après production. Pour une luminosité uniforme dans un réseau, spécifiez une classe étroite ou utilisez des LED du même lot de production.

Q3 : Comment interpréter les valeurs "Typiques" dans la fiche technique ?
R3 : "Typique" représente la valeur moyenne ou la plus courante de la production. La conception doit être basée sur les valeurs "Minimales" pour une performance garantie (par exemple, utilisez 400 mcd pour la luminosité dans le pire des cas) et sur les valeurs "Maximales" pour les calculs de contrainte (par exemple, utilisez 4,3V pour le calcul de la résistance).

Q4 : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?
R4 : Pour un fonctionnement à 20mA dans des températures ambiantes modérées (<50°C), la dissipation thermique interne (~70mW) peut être gérée par les broches et le cuivre standard du PCB. Pour des températures ambiantes plus élevées, des courants plus élevés ou des luminaires clos, une gestion thermique supplémentaire (par exemple, plus de cuivre, MCPCB) est essentielle pour éviter la surchauffe et la défaillance prématurée.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un commutateur réseau monté en rack.
1. Exigence :Un indicateur bleu brillant "Lien Actif" visible à plusieurs mètres de distance.
2. Sélection :Le 3294-15UBGC/S400-A6 est choisi pour sa haute luminosité (800mcd typ) et son angle de vision approprié (90°).
3. Conception du circuit :Le système utilise une ligne de 5V. Une résistance en série est calculée : R = (V_alim - VF_max) / IF = (5V - 4,3V) / 0,020A = 35 ohms. Une résistance standard de 36 ohms est sélectionnée, limitant le courant à ~19,4mA à VF_typ, ce qui est sûr et fournit une luminosité suffisante.
4. Implantation PCB :L'empreinte de la LED est placée avec une petite zone de cuivre connectée à la broche cathode pour une dissipation thermique mineure. La conception du panneau inclut un guide de lumière pour guider et diffuser la lumière.
5. Assemblage :Les LED sont soudées manuellement avec un fer à température contrôlée réglé à 280°C, le joint étant réalisé à >3mm du corps, en moins de 2 secondes.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur une hétérostructure de semi-conducteur. La région active utilise du Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) déposé sur un substrat de Carbure de Silicium (SiC). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde de la lumière émise — dans ce cas, environ 505nm (bleu). La lentille en époxy transparente encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie (angle de vision de 90°).

13. Tendances du développement technologique

L'évolution de la technologie LED comme ce dispositif suit plusieurs tendances clés :
1. Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux et en conception de puces visent à produire plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour le même flux lumineux.
2. Précision et cohérence des couleurs :Les progrès dans la croissance épitaxiale et les processus de classement conduisent à des distributions de longueur d'onde et d'intensité plus serrées, améliorant l'uniformité des couleurs dans les réseaux.
3. Fiabilité et durée de vie améliorées :De meilleurs matériaux de conditionnement, interfaces thermiques et intégration de pilotes contribuent à des durées de vie opérationnelles plus longues dans des conditions difficiles.
4. Miniaturisation et intégration :Bien que les lampes discrètes restent populaires, la tendance est vers les boîtiers CMS (composants montés en surface) et les modules intégrés pour une densité plus élevée et un assemblage automatisé.
5. Gamme de couleurs élargie :Le développement de LED avec des pics de longueur d'onde spécifiques et étroits (comme ce bleu 505nm) permet des gammes de couleurs plus larges dans les applications d'affichage lorsqu'elles sont combinées avec des LED rouges et vertes.