Fiche technique de la lampe LED verte LTL816GE3T - Boîtier T-1 - 2.6V - 52mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTL816GE3T est une lampe à diode électroluminescente (LED) verte conçue pour un montage traversant sur cartes de circuits imprimés (CI). Elle appartient à la famille populaire des boîtiers T-1, offrant un facteur de forme standard compatible avec une large gamme d'applications nécessitant une indication d'état ou un éclairage.

1.1 Avantages principaux

Cette LED offre plusieurs avantages clés pour les concepteurs. Elle présente une faible consommation d'énergie et une efficacité lumineuse élevée, la rendant adaptée aux applications sensibles à l'énergie. Le dispositif est construit avec des matériaux sans plomb et est entièrement conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses). Sa technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) combinée à une lentille transparente verte produit une lumière verte claire et brillante.

1.2 Marché cible et applications

La LTL816GE3T est conçue pour une flexibilité dans de multiples industries. Ses applications principales incluent les indicateurs d'état et le rétroéclairage dans les équipements de communication, les ordinateurs, l'électronique grand public, les appareils ménagers et divers systèmes de contrôle industriel. Le boîtier T-1 standard assure une intégration facile dans les conceptions et processus de fabrication existants.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Comprendre les caractéristiques électriques et optiques est crucial pour une conception de circuit fiable et une prédiction des performances.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :52 mW maximum. C'est la puissance totale que le dispositif peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :20 mA en continu. Dépasser ce courant peut provoquer une surchauffe et une dégradation rapide.
• Courant direct de crête :60 mA maximum, mais uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10 μs). Ceci est utile pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Déclassement :Le courant direct continu maximal doit être déclassé linéairement de 0,27 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de 30°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal autorisé est nettement inférieur à 20 mA.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans des environnements sévères.
• Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à une distance de 1,6 mm (0,063") du corps de la LED. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à TA=25°C et un courant direct (IF) de 10 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 12,6 mcd à une valeur typique de 29 mcd, avec un maximum de 110 mcd. L'intensité réelle est classée (voir Section 4). La mesure utilise un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE. Une tolérance de test de ±15 % est appliquée à la valeur Iv garantie.
• Angle de vision (2θ1/2) :35 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (au centre). Il définit l'étalement du faisceau de la LED.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :568 nm (typique). C'est la longueur d'onde au point le plus élevé du spectre de lumière émis.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 563 nm à 573 nm (voir Tableau de classement). Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue de la lumière.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :30 nm (typique). Ceci indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :2,1 V (minimum) à 2,6 V (typique) à 10 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (IR) :10 μA maximum à une tension inverse (VR) de 5 V.Important :Ce dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Spécification du système de classement

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes. La LTL816GE3T utilise un système de classement bidimensionnel.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

Les LED sont classées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 10 mA. Les codes de classe et leurs plages sont les suivants (tolérance sur chaque limite de classe de ±15 %) :

• O1 :60,0 - 110 mcd
• N1 :40,0 - 60,0 mcd
• N2 :29,0 - 40,0 mcd
• N3 :19,0 - 29,0 mcd
• N4 :12,6 - 19,0 mcd

Le code de classification Iv est marqué sur chaque sachet d'emballage pour la traçabilité.

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la teinte précise du vert. Les codes de classe et les plages sont les suivants (tolérance sur chaque limite de classe de ±1 nm) :

• YG :571,0 - 573,0 nm
• PG :569,0 - 571,0 nm
• GG :567,0 - 569,0 nm
• GG1 :565,0 - 567,0 nm
• GG2 :563,0 - 565,0 nm

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions de contour

La LED est conforme au boîtier radial traversant standard T-1 (3mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis dans le dessin d'origine).
• Une tolérance standard de ±0,25 mm (0,010") s'applique sauf indication contraire.
• La résine sous la collerette peut dépasser jusqu'à 1,0 mm (0,04") maximum.
• L'espacement des broches est mesuré là où les broches émergent du corps du boîtier.
• La broche anode (positive) est généralement la broche la plus longue, ce qui est une pratique courante de l'industrie pour l'identification de la polarité.

4.2 Spécification de conditionnement

Les LED sont conditionnées pour une manutention automatisée et un expédition en vrac :

• Unité de base :500, 200 ou 100 pièces par sachet anti-statique.
• Carton intérieur :Contient 10 sachets d'emballage, totalisant 5 000 pièces (avec des sachets de 500 pièces).
• Carton extérieur :Contient 8 cartons intérieurs, totalisant 40 000 pièces par carton extérieur.
• Une note spécifie que dans chaque lot d'expédition, seul le dernier emballage peut ne pas être complet.

5. Guide de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour prévenir les dommages et assurer une fiabilité à long terme.

5.1 Stockage et nettoyage

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70 % d'humidité relative. Si elles sont retirées de l'emballage d'origine, elles doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote. Le nettoyage, si nécessaire, doit être effectué avec des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique.

5.2 Formage des broches et assemblage sur CI

Les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED. La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui. Tout formage doit être effectué à température ambiante etavantle soudage. Lors de l'insertion sur CI, utiliser la force de clinch minimale nécessaire pour éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier.

5.3 Procédé de soudage

Un dégagement minimum de 1,6 mm doit être maintenu entre la base de la lentille et le point de soudure. Il faut éviter de tremper la lentille dans la soudure. Ne pas appliquer de contrainte sur les broches pendant le soudage lorsque la LED est chaude.

Conditions de soudage recommandées :

• Fer à souder :Température 350°C max. Temps : 3 secondes max (une seule fois). Position : Pas plus près que 1,6 mm de la base de la lentille.
• Soudure à la vague :Préchauffage : 100°C max pendant 60 secondes max. Vague de soudure : 260°C max. Temps de soudure : 5 secondes max. Position d'immersion : Pas plus bas que 1,6 mm de la base de la lentille.

Avertissement critique :Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique. Le soudage par refusion infrarouge (IR) estnon adaptéà ce produit LED de type traversant.

6. Conception d'application et méthode de pilotage

6.1 Conception du circuit de pilotage

Une LED est un dispositif piloté par courant. Pour assurer une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED individuelle (Circuit A). Ceci compense les légères variations de la caractéristique de tension directe (Vf) entre les LED individuelles. L'utilisation d'une seule résistance pour plusieurs LED en parallèle (Circuit B) n'est pas recommandée, car les différences de Vf provoqueront une variation significative de luminosité entre les LED.

6.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

L'électricité statique peut endommager la jonction semi-conductrice. Pour prévenir les dommages ESD :

• Les opérateurs doivent utiliser des bracelets conducteurs ou des gants anti-statiques.
• Tous les équipements, tables de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser un souffleur ionique pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la surface de la lentille plastique en raison des frottements.
• S'assurer que le personnel travaillant dans des zones protégées contre l'électricité statique est correctement formé et certifié ESD.

7. Courbes de performance et analyse

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques qui sont essentielles pour une analyse de conception détaillée. Ces courbes représentent graphiquement la relation entre les paramètres clés dans des conditions variables.

7.1 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation non linéaire entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est cruciale pour sélectionner la valeur appropriée de la résistance série afin d'obtenir le courant de fonctionnement souhaité à partir d'une tension d'alimentation donnée. La courbe montrera la tension de "coude" typique autour de 2 V, après quoi le courant augmente rapidement avec une faible augmentation de tension.

7.2 Intensité lumineuse vs. courant direct

Cette courbe démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité. Ceci aide les concepteurs à équilibrer les exigences de luminosité avec la consommation d'énergie et la génération de chaleur.

7.3 Distribution spectrale

Le tracé de distribution spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour cette LED verte AlInGaP, il montrera typiquement un pic étroit centré autour de 568 nm (longueur d'onde de crête) avec une demi-largeur caractéristique d'environ 30 nm, définissant la pureté de la couleur.

8. Comparaison technique et considérations de conception

8.1 Différenciation par rapport aux autres technologies

L'utilisation de la technologie AlInGaP pour la lumière verte offre des avantages par rapport aux technologies plus anciennes comme le Phosphure de Gallium (GaP). Les LED AlInGaP offrent généralement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique, résultant en une sortie lumineuse plus brillante et plus cohérente sur la plage de température de fonctionnement.

8.2 Considérations de gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (52 mW max), la spécification de déclassement est critique. Dans les applications à température ambiante élevée ou lors d'un pilotage au courant continu maximal, la limite de courant effective diminue. Les concepteurs doivent calculer la température de jonction réelle en fonction de la température ambiante, du courant direct et du chemin de résistance thermique à travers les broches vers la CI pour assurer un fonctionnement fiable.

8.3 Conception optique en application

L'angle de vision de 35 degrés fournit un faisceau raisonnablement large, adapté aux indicateurs d'état qui doivent être visibles sous différents angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé ou diffusé, des optiques secondaires (lentilles ou guides de lumière) peuvent être utilisées conjointement avec la LED. La lentille transparente verte offre une bonne saturation des couleurs.

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

9.1 Puis-je piloter cette LED sans résistance série ?

No.La tension directe a une plage (2,1 V à 2,6 V) et dépend de la température. La connecter directement à une source de tension même légèrement supérieure à son Vf peut provoquer une surintensité incontrôlée, dépassant la valeur maximale absolue et détruisant le dispositif. Une résistance série est obligatoire pour la régulation du courant.

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

La Longueur d'onde de crête (λP)est la longueur d'onde physique au point le plus élevé du spectre d'émission.La Longueur d'onde dominante (λd)est une valeur calculée à partir de la colorimétrie qui représente la couleur perçue. Pour une source monochromatique comme cette LED verte, elles sont souvent proches, mais λd est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de couleur dans les applications.

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

Cette tolérance tient compte des variations du système de mesure et des variances mineures de production. Le système de classement (N1, N2, etc.) est utilisé pour fournir des plages d'intensité minimale et maximale garanties pour la cohérence de production. Les concepteurs doivent utiliser la valeur minimale de la classe sélectionnée pour les calculs de luminosité dans le pire des cas.

9.4 Puis-je utiliser cette LED pour des applications extérieures ?

La fiche technique indique qu'elle convient aux enseignes intérieures et extérieures. La plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C supporte une utilisation extérieure. Cependant, pour une exposition extérieure à long terme, des considérations de conception supplémentaires sont nécessaires, telles que la protection contre les rayons UV (qui peuvent dégrader la lentille en époxy avec le temps) et l'infiltration d'humidité, qui ne sont pas couvertes dans cette fiche technique au niveau composant.

10. Étude de cas de conception pratique

10.1 Conception d'un panneau d'indicateur d'état

Considérons un panneau de contrôle nécessitant dix indicateurs d'état verts. L'alimentation système est en 5 V CC. L'objectif est d'obtenir une indication lumineuse et uniforme.

1. Sélection du courant :Choisir un courant de pilotage de 10 mA, qui est dans la limite maximale de 20 mA et fournit une bonne luminosité (typ. 29 mcd).
2. Calcul de la résistance :En utilisant le Vf typique de 2,6 V à 10 mA. Valeur de la résistance R = (Valim - Vf) / If = (5 V - 2,6 V) / 0,01 A = 240 Ω. Utiliser la valeur standard la plus proche (240 Ω ou 220 Ω). Puissance nominale : P = I^2 * R = (0,01)^2 * 240 = 0,024 W, donc une résistance standard de 1/8 W ou 1/10 W est suffisante.
3. Topologie du circuit :Implémenterle Circuit Ade la fiche technique : une résistance limitatrice de courant indépendante pour chacune des dix LED, toutes connectées en parallèle au rail 5 V. Ceci assure une luminosité uniforme même si le Vf des LED individuelles varie au sein de la classe.
4. Implantation sur CI :Maintenir le dégagement de soudure de 1,6 mm. S'assurer que l'anode (broche la plus longue) est correctement orientée sur la sérigraphie de la CI. Prévoir une surface de cuivre adéquate pour la dissipation thermique si le fonctionnement se fait dans une température ambiante élevée.
5. Classement :Spécifier une classe d'intensité serrée (par ex., N2 ou N1) et une classe spécifique de longueur d'onde dominante (par ex., PG) dans le bon de commande pour assurer une cohérence visuelle sur les dix indicateurs du panneau.

11. Principe de fonctionnement

La LTL816GE3T fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la couche semi-conductrice de type n AlInGaP sont injectés à travers la jonction dans la couche de type p, et les trous sont injectés dans la direction opposée. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active près de la jonction. Une partie de l'énergie libérée pendant ce processus de recombinaison est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage semi-conducteur AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau de sortie lumineuse et à améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière.

12. Tendances technologiques

Les LED traversantes comme le boîtier T-1 restent largement utilisées en raison de leur simplicité, robustesse et facilité d'assemblage ou de réparation manuelle. Cependant, la tendance générale de l'industrie va vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) pour l'assemblage automatisé, une densité plus élevée et de meilleures performances thermiques. Pour les applications d'indicateurs, les boîtiers CMS plus petits (par ex., 0603, 0402) sont de plus en plus courants. En termes de matériaux, la technologie AlInGaP pour les LED rouges, oranges et jaunes/vertes est mature et offre une haute efficacité. Pour le vrai vert et le bleu, l'InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) est la technologie dominante. Les développements futurs des LED d'indicateurs traversantes pourraient se concentrer sur une augmentation supplémentaire de l'efficacité (lumens par watt) et une amélioration de la cohérence et de la stabilité des couleurs en fonction de la température et de la durée de vie, bien que des changements architecturaux majeurs soient plus probables dans les boîtiers CMS de forte puissance et de qualité éclairage.