Fiche technique de la lampe LED ovale 3474DKBR/MS - Couleur bleue - Courant direct 20mA - Tension directe max 3,4V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED de forme ovale de précision. L'objectif principal de conception de ce composant est de servir de source lumineuse haute performance pour les systèmes d'information voyageurs et diverses applications de signalétique. Sa caractéristique déterminante est une géométrie de lentille ovale qui crée un diagramme de rayonnement spatial asymétrique et bien défini, le rendant particulièrement adapté aux applications de mélange de couleurs dans les panneaux nécessitant une sortie jaune, rouge ou verte via des optiques secondaires ou des filtres.

Le dispositif est construit en matériau époxy résistant aux UV, garantissant une fiabilité à long terme et une stabilité des couleurs en environnement extérieur. Il est conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH UE et les normes sans halogène, avec une teneur en brome et chlore strictement contrôlée.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse, son diagramme de rayonnement ovale spécialisé pour un éclairage uniforme des panneaux et sa construction robuste pour des applications exigeantes. Le marché cible englobe les fabricants d'infrastructures de transport, de publicité commerciale et de systèmes d'information publique. Les principaux domaines d'application sont :

• Panneaux graphiques couleur et tableaux de messages
• Panneaux à messages variables (PMV) pour la gestion du trafic
• Écrans publicitaires extérieurs commerciaux

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies dans des conditions ambiantes spécifiques (Ta=25°C). Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Tension inverse (V_R) :5V. La tension maximale pouvant être appliquée en sens inverse aux bornes de la LED.
• Courant direct (I_F) :30 mA (continu). Le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1kHz) et ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement continu.
• Dissipation de puissance (P_d) :110 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Température de fonctionnement & de stockage :Plage de -40°C à +85°C (fonctionnement) et de -40°C à +100°C (stockage).
• Température de soudure :Résiste à 260°C pendant 5 secondes, compatible avec les processus standards de soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les performances sont spécifiées à un courant de test standard de I_F=20mA et Ta=25°C.

• Intensité lumineuse (I_v) :Plage d'un minimum de 934 mcd à un maximum de 2130 mcd, avec une valeur typique de 1140 mcd. Cette haute intensité est cruciale pour la visibilité diurne des panneaux.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Asymétrique à 90° (axe X) par 45° (axe Y). Ce diagramme ovale est conçu pour correspondre au rapport d'aspect typique du texte et des symboles d'information sur les panneaux.
• Longueur d'onde de crête & dominante :La puce émet dans le spectre bleu. La longueur d'onde de crête (λ_p) est typiquement de 468 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d) varie de 460 nm à 475 nm, classée en bacs.
• Tension directe (V_F) :Entre 2,4V et 3,4V à 20mA. Les concepteurs doivent prendre en compte cette chute de tension lors de la conception des circuits d'alimentation.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 µA à V_R=5V, indiquant une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de bacs

Pour garantir la cohérence des couleurs et de la luminosité dans les produits finis, les LED sont triées en bacs selon des paramètres clés.

3.1 Bacs d'intensité lumineuse

L'intensité est catégorisée en cinq bacs (BA à BE), chacun avec une plage min/max définie mesurée à I_F=20mA. La tolérance totale est de ±10%. Par exemple, le bac BC couvre 1340 à 1600 mcd. Les concepteurs de systèmes doivent spécifier le bac requis ou être conscients des variations potentielles de luminosité entre différents lots de production.

3.2 Bacs de longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est catégorisée en cinq bacs (B1 à B5), chacun couvrant 3 nm, de 460-463 nm (B1) à 472-475 nm (B5). La tolérance est de ±1 nm. Ce tri précis permet un contrôle serré de la couleur, ce qui est particulièrement important lorsque la LED bleue est utilisée avec des luminophores ou des filtres pour créer d'autres couleurs.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Distribution spectrale et directivité

La courbeIntensité relative en fonction de la longueur d'ondemontre une largeur de bande spectrale étroite (Δλ) d'environ 20 nm, centrée dans la région bleue. Lediagramme de directivitéconfirme visuellement le diagramme de rayonnement ovale asymétrique, l'intensité tombant à la moitié de sa valeur de crête aux angles spécifiés de 90° et 45°.

4.2 Caractéristiques électriques et thermiques

La courbeCourant direct en fonction de la tension directe (I-V)présente la relation exponentielle typique d'une diode. La courbeIntensité relative en fonction du courant directmontre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais peut devenir sous-linéaire à des courants plus élevés en raison des effets thermiques. Les courbesIntensité relative en fonction de la température ambianteetCourant direct en fonction de la température ambiantedémontrent l'impact négatif de l'augmentation de la température à la fois sur la sortie lumineuse et sur le courant d'alimentation requis pour une tension fixe, soulignant l'importance de la gestion thermique dans la conception de l'application.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et dessin

Le dessin mécanique spécifie l'empreinte physique de la lampe ovale. Les dimensions clés incluent l'espacement des broches (pas), la taille globale du corps et la saillie de la lentille en résine. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. La saillie maximale de la résine sous la bride est de 1,5 mm, ce qui est important pour le dégagement dans l'assemblage final.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La polarité est indiquée par la structure physique des broches (généralement une broche plus longue ou un côté plat sur le boîtier). Il convient de consulter le dessin de la fiche technique pour identifier l'anode et la cathode. La conception des pastilles du PCB doit correspondre à l'empreinte recommandée pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Formage et manipulation des broches

• La flexion doit se produire à au moins 3 mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les fissures de contrainte.
• Le formage des broches doit être terminéavantle processus de soudure.
• Une contrainte excessive sur le boîtier lors de la manipulation ou de l'insertion dans un PCB peut endommager la fixation interne de la puce ou les fils de liaison, dégradant les performances ou provoquant une défaillance.
• Les broches doivent être coupées à température ambiante.

6.2 Conditions de stockage

Pour éviter l'absorption d'humidité qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative. La durée de conservation à partir de l'expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), les dispositifs doivent être conservés dans un sac scellé barrière à l'humidité avec un dessiccant et dans une atmosphère d'azote.

6.3 Processus de soudure

Pendant la soudure à la vague ou manuelle, le joint de soudure doit être à au moins 3 mm du corps en époxy pour éviter un choc thermique et des dommages à la résine. Le dispositif est conçu pour une température de soudure de crête de 260°C pendant 5 secondes, ce qui correspond aux profils standards de refusion sans plomb.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Emballage résistant à l'humidité

Les composants sont fournis dans un emballage résistant à l'humidité, impliquant généralement une bande porteuse et une bobine. La fiche technique inclut les dimensions détaillées de la bande porteuse, y compris le pas des poches (P=12,70 mm), la largeur de la bande (W3=18,00 mm) et d'autres dimensions critiques pour les équipements automatisés de pick-and-place.

7.2 Explication de l'étiquette et quantités d'emballage

L'étiquette de la bobine contient des informations cruciales : Numéro de pièce client (CPN), Numéro de pièce fabricant (P/N), Quantité (QTY) et les codes de bacs spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE) et la Tension directe (REF). La quantité d'emballage standard est de 2500 pièces par carton intérieur, avec 10 cartons intérieurs (25 000 pièces) par carton extérieur principal.

7.3 Désignation du numéro de modèle

Le numéro de pièce 3474DKBR/MS suit un format structuré où "3474" indique probablement la série ou le boîtier, "D" peut désigner la couleur (Bleu/Diffus), et les lettres suivantes spécifient les bacs de performance ou d'autres variantes. Les carrés réservés (□□□□) à la fin sont pour spécifier les codes de bacs exacts (par exemple, CAT et HUE) lors de la commande.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Cette LED doit être pilotée par une source de courant constant, et non une source de tension constante, pour assurer une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique. Une simple résistance en série peut être utilisée avec une alimentation DC stable, calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une V_Ftypique de 3,0V à 20mA, R = (5-3)/0,02 = 100 Ω. La puissance nominale de la résistance doit être I²²R = 0,04W, donc une résistance de 1/8W ou 1/4W est suffisante.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir une basse température de jonction est essentiel pour la fiabilité à long terme et une sortie lumineuse stable, en particulier dans les panneaux fermés ou à haute température ambiante.
• Intégration optique :Le faisceau ovale est conçu pour fonctionner avec des diffuseurs, des guides de lumière ou des filtres de couleur couramment utilisés en signalétique. L'orientation de la LED (quel axe fait 90° vs 45°) doit être prise en compte lors de la conception du PCB.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement déclaré comme sensible, la mise en œuvre de précautions ESD standard lors de la manipulation et de l'assemblage est considérée comme une bonne pratique pour tous les dispositifs semi-conducteurs.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de cette LED réside dans sondiagramme de rayonnement ovale. La plupart des LED standards ont un angle de vision circulaire (symétrique). Ce diagramme spécialisé fournit une distribution de lumière plus efficace pour les éléments rectangulaires des panneaux, réduisant potentiellement le nombre de LED nécessaires pour un éclairage uniforme par rapport à l'utilisation de LED à diagramme circulaire. De plus, son classement en haute intensité lumineuse (jusqu'à 2130 mcd) la rend compétitive pour les applications nécessitant une haute luminosité.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED à son courant continu maximum de 30mA ?

R : Oui, mais vous devez assurer une gestion thermique adéquate. Fonctionner à 30mA produira une sortie lumineuse plus élevée mais générera également plus de chaleur, ce qui peut réduire la durée de vie et provoquer un décalage de longueur d'onde. La condition de test à 20mA est la norme pour spécifier les performances.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R : La Longueur d'onde de crête (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité la plus élevée. La Longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λ_dest plus pertinente pour les applications colorimétriques.

Q : Pourquoi la condition de stockage est-elle si spécifique (3 mois, puis azote) ?

R : Le boîtier en époxy peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut délaminer le boîtier ou fissurer l'époxy - un phénomène connu sous le nom d'effet "pop-corn". Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) dicte ces exigences de stockage et de manipulation.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau à messages variables (PMV) à une ligne pour une autoroute.

Le panneau nécessite des caractères lumineux et uniformément éclairés. Le concepteur sélectionne cette LED ovale. Plusieurs LED sont placées derrière un panneau diffuseur segmenté formant chaque caractère. Les LED sont orientées de sorte que l'axe large de 90° s'aligne sur la largeur horizontale du trait du caractère, et l'axe étroit de 45° s'aligne sur la hauteur verticale. Cette orientation, combinée au diffuseur, garantit que la lumière est répartie uniformément sur la largeur du trait sans débordement excessif dans les segments adjacents, améliorant le contraste et la lisibilité. Une carte d'alimentation à courant constant est conçue pour fournir 20mA à chaque série de LED, avec les codes de bacs appropriés (par exemple, BC pour l'intensité, B4 pour la longueur d'onde) spécifiés dans la nomenclature pour garantir l'uniformité sur tous les panneaux.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Elle est basée sur un matériau de puce InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction semi-conductrice. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique du matériau InGaN détermine que les photons émis sont dans la plage de longueur d'onde bleue (environ 468 nm). La lumière bleue sort à travers une lentille en époxy moulée qui est diffusée (indiquée par "MS" signifiant probablement Blanc Lait ou Diffus) pour disperser la lumière et la façonner en le faisceau ovale spécifié.

13. Tendances et contexte technologiques

Les LED pour la signalétique et l'éclairage professionnel continuent d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un tri plus serré et une fiabilité accrue. L'utilisation d'optiques spécialisées, comme cette lentille ovale, est une tendance visant à augmenter l'efficacité de l'application en dirigeant la lumière précisément là où elle est nécessaire, réduisant les pertes optiques. De plus, la conformité aux réglementations environnementales (RoHS, REACH, Sans Halogène) est désormais une exigence standard dans l'industrie, motivée par les politiques environnementales mondiales et la demande des clients pour des produits durables. L'accent mis sur l'emballage résistant à l'humidité et les instructions détaillées de manipulation reflète la tendance de l'industrie vers des processus de fabrication plus robustes et fiables pour les dispositifs montés en surface.