Fiche technique de la série Power Top LED 67-31A - Boîtier P-LCC-3 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V Typ - 50mA - Orange doux/Rouge/Jaune - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-31A représente une famille de LED Power Top hautes performances, à montage en surface, conçues pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Ces dispositifs sont logés dans un boîtier compact P-LCC-3 (Porteur de puce à broches plastique), caractérisé par son corps blanc et sa fenêtre transparente incolore. L'objectif de conception principal est de fournir une source lumineuse fiable et efficace, adaptée aux processus d'assemblage automatisés et aux environnements d'utilisation finale exigeants.

Les avantages principaux de cette série incluent une intensité lumineuse élevée, une excellente capacité de gestion du courant et un angle de vision très large facilité par un réflecteur interne intégré. Ce réflecteur est essentiel pour optimiser le couplage de la lumière, rendant ces LED particulièrement idéales pour une utilisation avec des guides de lumière, où une transmission directionnelle efficace est critique. La faible tension directe requise renforce encore leur adéquation pour les équipements portables alimentés par batterie ou sensibles à la consommation.

Les marchés cibles sont vastes, englobant l'électronique grand public, l'automatisation de bureau, les contrôles industriels et les intérieurs automobiles. Les applications typiques vont des indicateurs d'état et du rétroéclairage de commutateurs dans les équipements audio/vidéo au rétroéclairage des panneaux LCD, des symboles et de l'éclairage général où une lumière orange doux, rouge ou jaune est souhaitée.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti. Les paramètres clés incluent une tension inverse maximale (V_R) de 5V, un courant direct continu (I_F) de 50mA, et un courant direct de crête (I_FP) de 100mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 120mW. Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement (T_opr) de -40°C à +85°C et peut résister aux températures de soudure conformément aux profils de refusion standard de l'industrie (260°C pendant 10 secondes).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température de jonction (T_j) de 25°C et un courant direct de 50mA, représentant les conditions de fonctionnement typiques.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend d'un minimum de 1120 mcd à un maximum de 2850 mcd, avec une tolérance typique de ±11%. Cette luminosité élevée est une caractéristique clé.
• Angle de vision (2θ_1/2):Très large, de 120 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité de crête, indiquant un motif lumineux large et diffus.
• Tension directe (V_F):Typiquement 2,35V, avec une plage de 1,95V à 2,75V à 50mA. La faible V_Fcontribue à une efficacité plus élevée.
• Longueur d'onde :La longueur d'onde dominante (λ_d) s'étend de 605,5 nm à 625,5 nm, plaçant la couleur émise dans la région de l'orange doux au rouge-orange. La longueur d'onde de crête (λ_p) est typiquement de 621 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Approximativement 18 nm (typique), indiquant une émission spectrale relativement étroite centrée autour de la longueur d'onde de crête.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de la production, les LED sont triées en classes de performance. La série 67-31A utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse (CAT)

Les LED sont regroupées en quatre classes (W1, W2, X1, X2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 50mA. Par exemple, la classe W1 couvre 1120-1420 mcd, tandis que la classe X2 couvre 2250-2850 mcd. Cela permet aux concepteurs de sélectionner un niveau de luminosité adapté à leur application.

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante (HUE)

La cohérence des couleurs est contrôlée via des classes de longueur d'onde dominante regroupées sous 'A'. Les classes E1 à E5 couvrent la plage de 605,5 nm à 625,5 nm par pas d'environ 4 nm. Cela garantit que la couleur émise (orange doux) est uniforme dans une tolérance étroite (±1nm).

3.3 Classement de la tension directe (REF)

La tension directe est classée dans le Groupe 'B9'. Les classes 1 à 4 catégorisent V_Fde 1,95-2,15V jusqu'à 2,55-2,75V à 50mA. L'appariement des classes V_Fpeut être important pour l'équilibrage du courant dans les circuits à plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant direct, mais la relation n'est pas parfaitement linéaire, surtout aux courants plus élevés. Elle est cruciale pour déterminer le courant d'attaque nécessaire pour atteindre une luminosité spécifique.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

L'intensité lumineuse des LED AlGaInP diminue généralement lorsque la température ambiante (et donc de jonction) augmente. Cette courbe quantifie cette dégradation, montrant une baisse significative de la sortie lorsque la température passe de 25°C à 100°C. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir une luminosité constante.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe

Cette courbe IV représente la relation exponentielle entre le courant et la tension. La V_Ftypique d'environ 2,35V à 50mA est visible ici. La courbe est vitale pour concevoir le circuit de limitation de courant.

4.4 Diagramme de rayonnement

Un diagramme polaire confirme visuellement le large angle de vision de 120 degrés. La distribution d'intensité est approximativement lambertienne, ce qui signifie qu'elle apparaît uniformément brillante sur une large zone lorsqu'elle est vue directement, ce qui est idéal pour les applications d'indication.

4.5 Distribution spectrale

Le graphique montre un seul pic d'émission étroit centré autour de 621 nm, caractéristique du matériau AlGaInP, sans pics secondaires significatifs, garantissant la pureté de la couleur.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier P-LCC-3 a des dimensions compactes d'environ 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 1,1 mm de hauteur (hors broches). Des dessins détaillés avec tolérances (±0,1 mm typiquement) sont fournis pour la conception de l'empreinte PCB. Le boîtier comporte deux broches d'anode et une broche de cathode commune pour la stabilité mécanique et la fiabilité des soudures.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un marquage vert sur le boîtier ou une encoche/chanfrein sur un côté. L'orientation correcte est essentielle lors de l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le dispositif est entièrement compatible avec les processus de soudure par refusion et à la vague, le rendant adapté à la fabrication automatisée en grande série.

• Soudure par refusion :Une température de crête maximale de 260°C pendant 10 secondes est spécifiée. Les profils de refusion standard sans plomb (Pb-free) sont applicables.
• Soudure manuelle :Si nécessaire, la température de la pointe du fer à souder ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par broche pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique.
• Conditions de stockage :Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL). Elles sont expédiées dans des sacs barrières à l'humidité avec dessiccant. Une fois ouverts, ils doivent être utilisés dans un délai spécifié ou séchés selon les directives standard IPC/JEDEC avant la refusion pour éviter les fissures "pop-corn".

7. Informations d'emballage et de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur bande porteuse de 8 mm, enroulés sur des bobines standard de 180 mm. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements de placement automatique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et la vérification : Numéro de pièce (PN), Numéro de pièce client (CPN), quantité (QTY), numéro de lot (LOT NO), et les trois codes de classement clés pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE) et la Tension directe (REF).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Systèmes à guide de lumière :L'angle de vision large et le réflecteur intégré rendent cette LED optimale pour coupler la lumière dans des guides de lumière en acrylique ou polycarbonate, couramment utilisés pour éclairer des boutons, des symboles ou des indicateurs de panneau depuis une source distante.
• Rétroéclairage LCD :Adapté pour l'éclairage latéral de petits afficheurs LCD ou pour fournir un rétroéclairage localisé pour des icônes.
• Indicateurs d'état généraux :Indicateurs d'alimentation, de connectivité ou d'état opérationnel dans l'électronique grand public, industrielle et automobile.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour définir le courant direct. Ne connectez pas directement à une source de tension. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que le boîtier ait une faible résistance thermique, assurez une surface de cuivre PCB adéquate (plots thermiques) si le fonctionnement se fait à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum pour gérer la température de jonction et maintenir la sortie lumineuse et la longévité.
• Protection ESD :Bien que classée pour 2000V (HBM), les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation techniques

La série 67-31A se différencie par sa combinaison spécifique d'attributs. Comparée aux LED à puce standard 0603 ou 0805, elle offre une intensité lumineuse significativement plus élevée. Par rapport à d'autres LED haute puissance, elle maintient une tension directe et des exigences de courant très faibles. Le principal facteur de différenciation est leréflecteur interne intégré au boîtier P-LCC-3, conçu pour maximiser l'extraction de la lumière et la diriger vers le haut avec un motif large et uniforme. Cette caractéristique optique intégrée réduit le besoin d'optiques secondaires dans les applications à guide de lumière, simplifiant la conception et réduisant potentiellement le coût du système.

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

10.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

La longueur d'onde de crête (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour la définition des couleurs et le classement, la longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la vision humaine.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une source de 3,3V ?

Oui, mais une résistance de limitation de courant est obligatoire. Avec une V_Ftypique de 2,35V à 50mA, la chute de tension aux bornes de la résistance serait de 3,3V - 2,35V = 0,95V. En utilisant la loi d'Ohm, R = 0,95V / 0,05A = 19Ω. Une résistance standard de 20Ω fixerait le courant proche de 50mA.

10.3 Comment la température affecte-t-elle les performances ?

Comme le montrent les courbes de performance, l'intensité lumineuse diminue avec l'augmentation de la température de jonction. La tension directe diminue également légèrement avec la température. Pour une luminosité constante, évitez de fonctionner à des températures ambiantes élevées ou au courant maximum sans considérations de conception thermique.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un rétroéclairage multi-boutons pour un panneau d'appareil médical

Un concepteur doit rétroéclairer six boutons tactiles sur un instrument médical portatif. L'espace est limité et la consommation d'énergie est critique car l'appareil est alimenté par batterie. Les boutons sont en silicone translucide et utilisent des guides de lumière individuels pour canaliser la lumière provenant de LED montées à distance sur le PCB principal.



Solution :Les LED de la série 67-31A sont sélectionnées. Leur haute intensité garantit que suffisamment de lumière atteint la surface du bouton à travers le guide de lumière. Le large angle de vision de 120 degrés couple efficacement la lumière à l'entrée du guide. La faible V_Fet le courant de fonctionnement de 50mA (qui peut être réduit à 20mA pour une luminosité plus faible, économisant l'énergie) sont idéaux pour le système alimenté par batterie. Les LED sont placées sur le PCB sous les supports de guide de lumière. Une seule résistance de limitation de courant est calculée pour une chaîne en série de deux LED (si V_alimentationest de 5V) ou des résistances individuelles pour une connexion en parallèle, pilotées par une broche GPIO du microcontrôleur pour le contrôle marche/arrêt/atténuation. Le boîtier P-LCC-3 est compatible avec la ligne d'assemblage automatisée utilisée pour le PCB.

12. Introduction au principe de fonctionnement

La LED 67-31A est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans l'AlGaInP, ce processus de recombinaison libère principalement de l'énergie sous forme de photons (lumière) dans la plage de longueurs d'onde du rouge au jaune-orange (environ 605-630 nm). La couleur spécifique (longueur d'onde dominante) est déterminée par la composition précise des couches AlGaInP. La lumière générée est émise par la puce, façonnée et dirigée par le réflecteur interne et la lentille en époxy transparente du boîtier P-LCC-3 pour obtenir l'angle de vision large souhaité.

13. Tendances de développement

La tendance générale pour les LED d'indication et de rétroéclairage comme la série 67-31A continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), ce qui permet la même luminosité à un courant plus faible, prolongeant la durée de vie de la batterie. La miniaturisation des boîtiers reste un objectif, permettant des dispositions PCB plus denses. Il y a également une poussée vers des tolérances de classement plus serrées pour la couleur et le flux afin d'assurer une plus grande cohérence dans la production de masse, en particulier pour les applications nécessitant une apparence uniforme sur plusieurs unités. De plus, une fiabilité accrue sous des conditions de température et d'humidité plus élevées est un domaine de développement continu pour répondre aux exigences des marchés automobile et industriel. L'intégration d'optiques internes plus sophistiquées, comme le réflecteur de cette série, pour améliorer l'extraction et le contrôle de la lumière sans composants externes est une tendance de conception clé.