LED traversante verte 525nm - 3.0mm de diamètre - 2.4-3.3V - 64mW - Fiche technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED traversante verte conçue pour être utilisée dans un support plastique noir à angle droit (CBI - Circuit Board Indicator). Le produit est une source lumineuse à semi-conducteur offrant une faible consommation d'énergie et un rendement élevé. C'est un produit sans plomb conforme aux directives RoHS. La couleur émise est le vert avec une longueur d'onde dominante de 525nm, utilisant la technologie InGaN. Le composant est fourni en emballage bande et bobine pour les processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux

• Conçu pour faciliter l'assemblage sur circuit imprimé.
• Fiabilité des semi-conducteurs avec une longue durée de vie opérationnelle.
• Faible consommation d'énergie et efficacité lumineuse élevée.
• Construction écologique, sans plomb et conforme RoHS.
• Disponible dans un format de support à angle droit empilable pour un montage polyvalent.
• Fourni en bande et bobine pour une production de grand volume efficace.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à un large éventail d'applications dans de multiples industries, notamment :

• Périphériques informatiques et indicateurs d'état.
• Équipements de communication.
• Électronique grand public.
• Panneaux de contrôle industriel et machines.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :64 mW - La puissance maximale que la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA - Permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10μs).
• Courant direct continu (IF) :20 mA - Le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C - La plage de température ambiante pour le fonctionnement normal du composant.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C - La plage de température sûre pour le composant lorsqu'il n'est pas en fonctionnement.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes maximum, mesurée à 2.0mm du corps de la LED. Ceci est critique pour les processus de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres définissent la performance typique de la LED dans des conditions de test standard (TA=25°C, IF=10mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (Iv) :180 à 880 mcd. Cette large plage est gérée via un système de tri (voir Section 4). La mesure utilise un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :100 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale, indiquant un diagramme de vision relativement large typique d'une lentille diffusante.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :530 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :525 à 535 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :25 nm (typique). La largeur de bande spectrale mesurée à la moitié de l'intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (VF) :2.4 à 3.3 V à 10mA. Cette plage doit être prise en compte lors de la conception du circuit limiteur de courant.
• Courant inverse (IR) :10 μA maximum à VR=5V.Important :Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

3. Spécification du système de tri (Binning)

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en catégories (bins). Les concepteurs doivent spécifier les codes de tri lors de la commande pour garantir des performances dans une plage définie.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Le tri est effectué à un courant direct de 10mA. La tolérance pour chaque limite de catégorie est de ±15%.

• Catégorie HJ :180 mcd (Min) à 310 mcd (Max)
• Catégorie KL :310 mcd (Min) à 520 mcd (Max)
• Catégorie MN :520 mcd (Min) à 880 mcd (Max)

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Le tri est effectué à un courant direct de 10mA. La tolérance pour chaque limite de catégorie est de ±1nm.

• Catégorie G09 :516.0 nm (Min) à 520.0 nm (Max)
• Catégorie G10 :520.0 nm (Min) à 527.0 nm (Max)
• Catégorie G11 :527.0 nm (Min) à 535.0 nm (Max)

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les interprétations suivantes sont basées sur le comportement standard des LED et les paramètres fournis :

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

La tension directe (VF) a une plage spécifiée de 2.4V à 3.3V à 10mA. La caractéristique I-V est exponentielle. Faire fonctionner la LED au-dessus de son courant nominal entraînera une augmentation significative de la tension directe et de la dissipation de puissance, risquant de dépasser les valeurs maximales absolues. Un pilote à courant constant est fortement recommandé plutôt qu'une source de tension constante pour assurer une sortie lumineuse stable et une longue durée de vie.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée. Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison d'effets thermiques accrus. Les valeurs Iv spécifiées sont à 10mA ; l'alimentation au courant continu maximal de 20mA produira une intensité plus élevée mais doit être réalisée avec une gestion thermique attentive.

4.3 Dépendance à la température

L'intensité lumineuse des LED diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Bien que la fiche technique fournisse des limites de température de fonctionnement (-30°C à +85°C), la sortie lumineuse réelle à la limite supérieure sera inférieure à celle à 25°C. Pour les applications nécessitant une luminosité stable sur une large plage de températures, la conception thermique sur le PCB et une compensation potentielle de la luminosité dans le circuit de commande doivent être envisagées.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions et assemblage

La LED est conçue pour s'emboîter dans un support plastique noir à angle droit spécifique. Les notes mécaniques clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0.25mm sauf indication contraire.
• Le matériau du support est du plastique noir.
• La lampe LED elle-même comporte une lentille diffusante verte.
• Pour l'assemblage, les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED. La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui lors du pliage.

5.2 Spécification d'emballage

Le composant est fourni dans un format bande et bobine standard de l'industrie.

• Bande porteuse :Fabriquée en alliage de polystyrène conducteur noir, avec une épaisseur de 0.50 ±0.06 mm.
• Capacité de la bobine :400 pièces par bobine de 13 pouces.
• Emballage carton :
  • 1 bobine est emballée avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité dans un sachet barrière à l'humidité (MBB).
  • 2 MBB (800 pièces au total) sont emballés dans un carton intérieur.
  • 10 cartons intérieurs (8 000 pièces au total) sont emballés dans un carton extérieur.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sachet anti-humidité.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants doivent être refondus par IR dans les 168 heures (1 semaine) suivant l'exposition. Pour un stockage au-delà de 168 heures, sécher à 60°C pendant au moins 48 heures avant la soudure pour éviter les dommages induits par l'humidité ("effet pop-corn") pendant la refusion.

6.2 Procédé de soudure

Un espace libre minimum de 2mm doit être maintenu entre la base de la lentille/du support et le point de soudure.

• Fer à souder :Température maximale 350°C, temps maximal 3 secondes par joint. Appliquer une seule fois.
• Soudure à la vague :Température de préchauffage maximale 120°C pendant jusqu'à 100 secondes. Température maximale de la vague de soudure 260°C pendant un maximum de 5 secondes.
• Nettoyage :Utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si nécessaire. Éviter les produits chimiques agressifs.

6.3 Précautions d'application

• Cette LED convient à la signalisation intérieure/extérieure et aux équipements électroniques généraux.
• Éviter d'appliquer une contrainte externe sur les broches pendant la soudure lorsque la LED est chaude.
• Utiliser une force de clinch minimale lors de l'assemblage sur PCB pour éviter les contraintes mécaniques sur le composant.
• Une température ou un temps de soudure excessif peut déformer la lentille de la LED et endommager la puce interne.

7. Considérations de conception et notes d'application

7.1 Conception de circuit

Toujours utiliser une résistance série limitant le courant ou un circuit pilote à courant constant. Calculer la valeur de la résistance avec la formule : R = (Valim - VF) / IF, où VF doit être prise comme la valeur maximale de la fiche technique (3.3V) pour garantir que le courant ne dépasse pas la limite même avec une LED à faible VF. Pour une alimentation de 5V et un courant cible de 10mA, la résistance serait d'environ (5V - 3.3V) / 0.01A = 170 Ω. Une résistance standard de 180 Ω serait un choix sûr.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (64mW max), assurer une dissipation thermique adéquate depuis la jonction de la LED prolonge la durée de vie et maintient la stabilité de la luminosité. Le support plastique à angle droit fournit un certain isolement, mais la disposition du PCB doit éviter de placer la LED près d'autres sources de chaleur significatives. Pour les applications fonctionnant au courant continu maximal (20mA), les considérations thermiques deviennent plus importantes.

7.3 Intégration optique

L'angle de vision de 100 degrés et la lentille diffusante fournissent une émission de lumière large et douce, adaptée aux indicateurs d'état qui doivent être visibles sous différents angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires seraient nécessaires. La couleur verte (525-535nm) se situe dans une région de haute sensibilité pour l'œil humain, la rendant très efficace pour les indicateurs attirant l'attention.

8. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED traversante se différencie par son intégration avec un support à angle droit dédié (CBI), offrant une solution d'indicateur complète et facile à assembler. Comparée aux LED CMS, les versions traversantes comme celle-ci offrent souvent une résistance mécanique supérieure pour les applications soumises aux vibrations ou à la manipulation manuelle. La structure de tri spécifique pour l'intensité et la longueur d'onde permet un appariement précis de la couleur et de la luminosité dans les panneaux à indicateurs multiples, un avantage clé par rapport aux LED de commodité non triées ou grossièrement triées. Les directives complètes de sensibilité à l'humidité et de soudure indiquent également un produit conçu pour des processus de fabrication robustes et fiables.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 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 à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. La longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée basée sur la perception des couleurs humaine (diagramme CIE) qui représente la longueur d'onde unique que nous percevons pour la lumière. Pour les LED vertes, elles sont souvent proches, mais λd est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.

9.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 20mA ?

Oui, 20mA est le courant direct continu maximal recommandé. Cependant, fonctionner à ce maximum générera plus de chaleur et peut réduire la durée de vie de la LED par rapport à un fonctionnement à un courant plus faible comme 10mA. Assurez-vous que la température ambiante est dans les spécifications et considérez la conception thermique si de nombreuses LED sont utilisées.

9.3 Pourquoi la plage d'intensité lumineuse est-elle si large (180-880 mcd) ?

C'est la plage totale possible sur toute la production. Le système de tri (HJ, KL, MN) divise cette plage en groupes plus petits et plus cohérents. Vous devez spécifier le(s) code(s) de tri requis lors de la commande pour obtenir des LED dans une plage de luminosité prévisible pour votre application.

9.4 Le séchage est-il toujours requis si le sachet est ouvert pendant plus de 168 heures ?

Oui, le séchage à 60°C pendant 48 heures est fortement recommandé pour éliminer l'humidité absorbée. Sauter cette étape risque une accumulation de pression de vapeur pendant le processus de soudure à haute température, ce qui peut provoquer un délaminage interne ou des fissures ("effet pop-corn"), entraînant une défaillance immédiate ou latente.

10. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs multi-états pour un contrôleur industriel.

Un concepteur a besoin d'indicateurs verts "Système Normal" sur un panneau vertical. Il choisit cette LED avec le support à angle droit pour un montage facile sur PCB et une vue latérale claire. Pour assurer une apparence uniforme, il spécifie la catégorie KL pour l'intensité (310-520 mcd) et la catégorie G10 pour la longueur d'onde (520-527 nm) dans son bon de commande. Sur le PCB, il place les LED avec un espacement centre à centre correspondant à l'empreinte du support. Le circuit de commande utilise une ligne de 5V et des résistances limitant le courant de 180Ω pour chaque LED, fixant le courant à ~10mA. Pendant l'assemblage, l'équipe de production suit la règle de durée de vie de 168 heures, en séchant toute bobine exposée avant de souder la carte à la vague. Le résultat est un panneau avec des indicateurs verts brillants et cohérents, clairement visibles depuis la position de l'opérateur.

11. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente (LED) à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension directe caractéristique (VF) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert à environ 525-535 nm. La lentille en époxy diffusante encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique et façonne la sortie lumineuse en un large angle de vision.

12. Tendances technologiques

Bien que les LED traversantes restent vitales pour la robustesse et certains types d'assemblage, la tendance générale de l'industrie va vers les LED CMS (Composants Montés en Surface) en raison de leur taille plus petite, de leur adaptabilité à la prise et pose automatisée et de leur meilleur chemin thermique vers le PCB. Cependant, les versions traversantes comme celle-ci continuent de servir les applications nécessitant une résistance mécanique plus élevée, un prototypage manuel plus facile ou des formats optiques spécifiques (comme la vision à angle droit). Les avancées dans les matériaux semi-conducteurs à conversion de phosphore et à couleur directe continuent d'améliorer l'efficacité, la restitution des couleurs et la luminosité maximale de tous les types de LED, y compris les boîtiers traversants. L'accent mis sur le tri précis et la gestion de la sensibilité à l'humidité, comme on le voit dans cette fiche technique, reflète la volonté de l'industrie d'atteindre une plus grande fiabilité et cohérence dans l'électronique grand public et industrielle.