Fiche technique LED bleue 3.1mm LTL1CHTBK5 - Dimensions 3.1mm Dia - Tension 3.8V - Puissance 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une diode électroluminescente (LED) bleue à haute efficacité et faible consommation, conçue pour un montage traversant sur cartes de circuits imprimés (PCB) ou panneaux. Le composant est logé dans un boîtier cylindrique de 3.1mm de diamètre et utilise la technologie InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire de la lumière bleue. Ses principaux avantages incluent une compatibilité avec les circuits intégrés grâce à ses faibles besoins en courant et des options de montage polyvalentes, le rendant adapté à une large gamme d'applications d'indication et de rétroéclairage dans l'électronique grand public, l'instrumentation et les équipements électroniques d'usage général.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du composant sont définies à une température ambiante (T_A) de 25°C. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (P_D) :120 mW - La puissance totale maximale que le composant peut dissiper en toute sécurité.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA - Permis en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
• Courant direct continu (I_F) :30 mA - Le courant direct continu maximal.
• Plage de température de fonctionnement :-25°C à +80°C.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1.6mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à T_A=25°C et un courant de test standard (I_F) de 20mA.

• Intensité lumineuse (I_V) :310 mcd (Min), 880 mcd (Typ). Il s'agit de la luminosité perçue mesurée par un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE). Une tolérance de ±15% s'applique à la valeur garantie.
• Angle de vision (2θ_1/2) :30 degrés (Typ). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (au centre).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :468 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :470 nm (Typ). Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, cette longueur d'onde unique représente au mieux la couleur perçue de la LED.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :25 nm (Typ). La largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :3.5V (Min), 3.8V (Typ) à I_F=20mA.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (Max) à une tension inverse (V_R) de 5V.Important :Ce composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse ; cette condition de test est uniquement à des fins de caractérisation.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir l'uniformité dans les applications, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres optiques clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Unités : mcd @ 20mA. Chaque classe a une tolérance de ±15% sur ses limites.

• K :310 - 400 mcd
• L :400 - 520 mcd
• M :520 - 680 mcd
• N :680 - 880 mcd
• P :880 - 1150 mcd
• Q :1150 - 1500 mcd

Le code de classe est marqué sur chaque sachet d'emballage pour identification.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Unités : nm @ 20mA. Chaque classe a une tolérance de ±1nm.

• B08 :465.0 - 470.0 nm
• B09 :470.0 - 475.0 nm

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (Courbes des Caractéristiques Électriques/Optiques Typiques page 4), les tendances suivantes sont typiques pour ce type de composants :

• Courbe I-V :La tension directe (V_F) présente une relation logarithmique avec le courant direct (I_F), avec une tension de "coude" caractéristique autour de 3V avant d'augmenter de manière plus linéaire.
• Intensité lumineuse vs. Courant : I_Vest approximativement proportionnelle à I_Fdans la plage de fonctionnement recommandée mais peut saturer ou se dégrader à des courants très élevés.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue typiquement avec l'augmentation de la température de jonction. La tension directe a également un coefficient de température négatif (diminue lorsque la température augmente).
• Distribution spectrale :Le spectre d'émission est une courbe en forme de cloche centrée autour de la longueur d'onde de crête (468 nm), avec une demi-largeur typique de 25 nm.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est logé dans un boîtier cylindrique à lentille transparente d'un diamètre de 3.1mm. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis entre parenthèses).
• La tolérance générale est de ±0.25mm sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1.0mm.
• L'espacement des broches est mesuré au point où elles émergent du corps du boîtier.

Identification de la polarité :La broche la plus longue est l'anode (positive), et la broche la plus courte est la cathode (négative). C'est une convention standard pour les LED traversantes.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Formage et manipulation des broches

• Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED.Ne pasutiliser la base du boîtier comme point d'appui.
• Le formage des broches doit être effectué à température ambiante etavant soldering.
• Utilisez une force de clinch minimale lors de l'assemblage sur PCB pour éviter les contraintes mécaniques.

6.2 Procédé de soudure

• Maintenez un espace libre d'au moins 2mm entre la base de la lentille et le point de soudure. Évitez d'immerger la lentille dans la soudure.
• Évitez d'appliquer une contrainte externe sur les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
• Le refusion IR n'est pas adaptéepour ce type de LED traversante.

Conditions de soudure recommandées :

• Fer à souder :Max. 300°C pendant max. 3 secondes (une seule fois).
• Soudure à la vague :Préchauffage à max. 100°C pendant max. 60 sec, puis vague de soudure à max. 260°C pendant max. 10 sec.

Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique.

6.3 Nettoyage et stockage

• Nettoyage :Utilisez des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si nécessaire.
• Stockage :Stockez dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage prolongé, utilisez un contenant hermétique avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

• Sachet : 1000, 500 ou 250 pièces par sachet.
• Carton intérieur : 10 sachets par carton (total 10 000 pièces).
• Carton extérieur : 8 cartons intérieurs par carton extérieur (total 80 000 pièces).
• Note : Dans chaque lot d'expédition, seul le dernier paquet peut être incomplet.

7.2 Numéro de pièce

Le numéro de pièce spécifique couvert par cette fiche technique estLTL1CHTBK5. La lentille est transparente, la source lumineuse est InGaN, et la couleur émise est le bleu.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED (Modèle de circuit A). La commande directe des LED en parallèle (Modèle de circuit B) n'est pas recommandée, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (V_F) entre les LED individuelles peuvent entraîner des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, dans la luminosité perçue.

La valeur de la résistance série (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe typique (par ex. 3.8V) et I_Fest le courant de fonctionnement souhaité (par ex. 20mA).

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Cette LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises :

• Les opérateurs doivent porter des bracelets conducteurs ou des gants antistatiques.
• Tous les équipements, postes de travail et racks de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utilisez un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique en raison du frottement lors de la manipulation.

8.3 Champ d'application et précautions

Cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires (bureau, communications, domestique). Elle n'est pas conçue pour des applications où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par ex. aviation, dispositifs médicaux de maintien de la vie, dispositifs de sécurité critiques) sans consultation préalable et qualification spécifique.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED bleues (par ex. basées sur le carbure de silicium), cette LED à base d'InGaN offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée et une consommation d'énergie plus faible pour un flux lumineux donné. Le diamètre de 3.1mm est une norme industrielle courante, offrant un bon équilibre entre flux lumineux et encombrement sur carte. Ses principaux points de différenciation sont la combinaison d'un angle de vision relativement étroit (30°), qui fournit une lumière plus directionnelle, et la disponibilité d'un tri précis à la fois pour l'intensité et la longueur d'onde, permettant un meilleur appariement des couleurs et de la luminosité dans les applications multi-LED.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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 physique où la puissance spectrale de sortie est maximale (468 nm).La Longueur d'onde dominante (λ_d)est une valeur calculée (470 nm) issue de la science des couleurs qui représente au mieux la couleur à longueur d'onde unique perçue par l'œil humain. Pour les LED monochromatiques comme cette LED bleue, elles sont souvent proches mais pas identiques.

10.2 Puis-je commander cette LED sans résistance série ?

No.La relation courant-tension d'une LED est exponentielle. Une petite augmentation de la tension au-dessus de sa tension directe peut provoquer une augmentation très importante, potentiellement destructrice, du courant. Une résistance série est essentielle pour un fonctionnement stable, sûr et prévisible à partir d'une source de tension.

10.3 Pourquoi y a-t-il une tolérance de ±15% sur l'intensité lumineuse ?

Cette tolérance tient compte des variations normales des procédés de fabrication et d'emballage des semi-conducteurs. Le système de tri est mis en œuvre pour classer les LED en groupes plus restreints (par ex. classes K, L, M) au sein de cette variation globale afin de répondre aux besoins spécifiques des applications en matière de constance de luminosité.

10.4 Que signifie "compatible I.C." ?

Cela signifie que les caractéristiques électriques de la LED, en particulier son faible besoin en courant direct (par ex. 20mA), la rendent adaptée à une commande directe par les broches de sortie de nombreux circuits intégrés (CI) et microcontrôleurs standards, qui peuvent généralement fournir ou absorber des courants dans cette plage.

11. Exemple d'étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état nécessitant 10 indicateurs bleus uniformément lumineux.

1. Sélection du tri :Spécifiez des LED de la même classe d'intensité lumineuse (par ex. toutes de la classe 'M') et de la même classe de longueur d'onde dominante (par ex. toutes B09) pour garantir une uniformité visuelle.
2. Conception du circuit :Utilisez une alimentation 5V. Calculez la résistance série : R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 Ω. Une résistance standard de 62 Ω ou 68 Ω conviendrait. Implémentez cette résistance en série avecchacunedes 10 LED, en les connectant en parallèle à partir du rail 5V.
3. Implantation et assemblage :Placez les LED avec une longueur de broche d'au moins 3mm avant le pliage pour soulager les contraintes. Assurez-vous que la soudure est effectuée conformément aux recommandations de soudure à la vague, en maintenant le contact du fer ou de la vague à >2mm de la lentille.
4. Atténuation ESD :Assurez-vous que la ligne d'assemblage est protégée contre les ESD. Stockez et manipulez les LED dans leur emballage d'origine jusqu'à leur utilisation.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). 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. L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour une émission bleue, un rapport spécifique d'indium et de gallium est utilisé. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie (angle de vision de 30°) et à améliorer l'extraction de la lumière du boîtier.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Bien qu'il s'agisse d'un composant traversant standard, la technologie InGaN sous-jacente évolue continuellement. Les tendances dans l'industrie LED au sens large incluent :

• Efficacité accrue :Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces produisent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique).
• Constance des couleurs :Les progrès dans le contrôle de fabrication et les algorithmes de tri permettent des tolérances plus serrées sur la longueur d'onde dominante et l'intensité, cruciales pour des applications comme les affichages couleur complets.
• Emballage :Bien que le traversant reste populaire pour certaines applications, les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) dominent les nouvelles conceptions en raison de leur empreinte plus petite et de leur adéquation à l'assemblage automatisé par pick-and-place. Cependant, les LED traversantes comme celle-ci restent pertinentes dans les applications nécessitant une robustesse mécanique plus élevée, un prototypage manuel plus facile ou des caractéristiques optiques spécifiques d'un boîtier radial.
• Fiabilité :Les améliorations des matériaux (par ex. résines époxy, porteurs de broches) et des techniques d'emballage continuent d'étendre la durée de vie opérationnelle et la stabilité des LED dans diverses conditions environnementales.