Fiche technique de la LED LTL-R42FKFD - Diamètre T-1 - Ambre diffusée - 2,05V - 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTL-R42FKFD est une LED à montage traversant conçue pour les applications d'indication d'état et de signalisation dans divers appareils électroniques. Elle appartient à la famille des boîtiers T-1, caractérisée par sa forme cylindrique, la rendant adaptée au montage standard sur circuit imprimé. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour sa puce émettrice de lumière orange, qui est encapsulée dans une lentille en époxy diffusée de couleur ambre. Cette diffusion offre un angle de vision large et uniforme, rendant la LED facilement visible depuis de multiples directions, une exigence clé pour les applications d'indicateur.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conception pour un assemblage simple sur carte de circuit, une faible consommation d'énergie couplée à une haute efficacité lumineuse, et sa conformité aux normes environnementales telles que l'absence de plomb et la conformité RoHS. Ses marchés cibles principaux englobent les équipements de communication, les périphériques informatiques, l'électronique grand public et les appareils électroménagers où un retour visuel fiable et durable est nécessaire.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents à la LED peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C. La dissipation de puissance continue maximale est de 75 mW. Le courant direct continu ne doit pas dépasser 30 mA en fonctionnement normal. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 60 mA est autorisé sous des conditions strictes : un cycle de service de 10 % ou moins et une largeur d'impulsion ne dépassant pas 10 millisecondes. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température de -30°C à +85°C et être stocké entre -40°C et +100°C. Un paramètre critique pour l'assemblage est la température de soudure des broches, évaluée à 260°C pendant un maximum de 5 secondes lorsqu'elle est mesurée à 2,0 mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à TA=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, qui est la condition de test standard. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 400 millicandelas (mcd), avec un minimum de 140 mcd et un maximum de 680 mcd. Il est crucial de noter que la garantie pour Iv inclut une tolérance de test de ±30 %. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur axiale, est de 65 degrés, indiquant un faisceau modérément large.

La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, varie de 597 nm à 612 nm, la plaçant fermement dans la région ambre/orange du spectre. La longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 611 nm. La tension directe (VF) mesure typiquement 2,05 V, avec une plage de 1,6 V à 2,4 V à 20 mA. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5 V. Il est explicitement indiqué que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; cette condition de test est uniquement à des fins de caractérisation.

3. Spécification de la table de classement (Bin Table)

Le produit est trié en classes (bins) en fonction de deux paramètres clés pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques de performance spécifiques.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont classées en trois classes d'intensité à IF=20mA : Classe GH (140-240 mcd), Classe JK (240-400 mcd) et Classe LM (400-680 mcd). La tolérance pour chaque limite de classe est de ±30 %.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les LED sont également classées par leur longueur d'onde dominante en cinq catégories : H22 (597,0-600,0 nm), H23 (600,0-603,0 nm), H24 (603,0-606,5 nm), H25 (606,5-610,0 nm) et H26 (610,0-612,0 nm). La tolérance pour chaque limite de classe de longueur d'onde est de ±1 nm. Les codes de classe pour l'intensité et la longueur d'onde sont marqués sur l'emballage du produit, permettant une sélection précise pour les applications critiques en couleur et en luminosité.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes typiques qui illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, leurs implications sont standard. Celles-ci incluent généralement la courbe d'Intensité Lumineuse Relative en fonction du Courant Direct, qui montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière quasi-linéaire jusqu'à ce que l'efficacité diminue à des courants plus élevés. La courbe Tension Directe en fonction du Courant Direct démontre la caractéristique exponentielle I-V de la diode. La courbe Intensité Lumineuse Relative en fonction de la Température Ambiante est critique, montrant la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Pour les LED AlInGaP, cette dérive est significative. Le graphique de Distribution Spectrale montrerait la concentration de la lumière émise autour du pic de 611 nm avec une demi-largeur spectrale de 17 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions de contour

La LED présente un boîtier standard de diamètre T-1 (3 mm). Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres (avec les équivalents en pouces), la tolérance standard est de ±0,25 mm sauf indication contraire, la saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,0 mm, et l'espacement des broches est mesuré là où les broches émergent du corps du boîtier. Le dessin physique montrerait la lentille cylindrique, la collerette pour l'appui sur le PCB et les deux broches axiales.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la polarité est généralement indiquée par la longueur des broches (la broche la plus longue est l'anode, ou côté positif) et parfois par un méplat sur la collerette de la lentille près de la cathode (côté négatif). Une orientation correcte est essentielle car une tension inverse supérieure à 5 V peut endommager le dispositif.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Formage des broches

Si les broches doivent être pliées pour le montage sur PCB, le pli doit être effectué à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED. La base du cadre des broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui. Le formage doit être effectué à température ambiante et avant le processus de soudure pour éviter de solliciter le boîtier chauffé.

6.2 Paramètres de soudure

Deux méthodes de soudure sont abordées. Pour la soudure manuelle à l'étain : la température ne doit pas dépasser 350°C, le temps de soudure par broche doit être de 3 secondes maximum (une seule fois), et le point de soudure ne doit pas être à moins de 2 mm de la base de la lentille en époxy. Pour la soudure à la vague : la température de préchauffage doit être au maximum de 120°C pendant jusqu'à 100 secondes, la température de la vague de soudure doit être au maximum de 260°C, le temps de contact doit être au maximum de 5 secondes, et la position d'immersion ne doit pas être inférieure à 2 mm de la base de la lentille. Il est crucial de noter que la soudure par refusion IR est déclarée inadaptée pour ce produit de type traversant. Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique.

6.3 Stockage et manipulation

Pour le stockage, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C ou 70 % d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine barrière à l'humidité sont recommandées d'être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long en dehors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. L'alcool isopropylique est recommandé pour le nettoyage si nécessaire.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La spécification d'emballage standard est échelonnée : 1000, 500, 200 ou 100 pièces par sachet anti-statique barrière à l'humidité. Dix de ces sachets sont emballés dans un carton intérieur, totalisant 10 000 pièces. Huit cartons intérieurs sont ensuite emballés dans un carton d'expédition extérieur principal, résultant en un total de 80 000 pièces par carton extérieur. La fiche technique note que dans chaque lot d'expédition, seul l'emballage final peut être un emballage non complet. La référence du composant est LTL-R42FKFD.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de commande

Un principe fondamental est souligné : les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance limitatrice de courant individuelle en série avec chaque LED (Circuit A). Connecter des LED directement en parallèle sans résistances individuelles (Circuit B) est déconseillé car de petites variations dans la caractéristique de tension directe (VF) de chaque LED entraîneront des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, dans la luminosité. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée, où VF_LED est la tension directe typique ou maximale de la fiche technique, et I_souhaitée est le courant direct cible (par exemple, 20 mA).

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques ou les surtensions. Les mesures préventives incluent : les opérateurs portant un bracelet conducteur ou des gants anti-statiques, s'assurant que tous les équipements et surfaces de travail sont correctement mis à la terre, et utilisant un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique pendant la manipulation.

8.3 Adéquation à l'application

Cette LED est adaptée à la fois pour la signalisation intérieure et extérieure, ainsi que pour les équipements électroniques ordinaires. Sa couleur ambre est très visible et souvent utilisée pour des fins d'avertissement, d'état ou d'indication.

9. Comparaison et différenciation technique

La LTL-R42FKFD, basée sur la technologie AlInGaP, offre des avantages par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium). Les LED AlInGaP offrent généralement une efficacité lumineuse plus élevée, une meilleure stabilité thermique et une pureté de couleur plus saturée, en particulier dans les régions rouge, orange et ambre. Comparée à certaines LED haute puissance modernes, ce dispositif est de type indicateur basse puissance, priorisant la fiabilité, la facilité d'utilisation et le rapport coût-efficacité pour l'indication d'état plutôt que l'éclairage à haut flux. Sa conception traversante offre une robustesse mécanique et une simplicité pour le prototypage et la production par rapport aux dispositifs à montage en surface (CMS) dans certaines applications.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 30 mA ?

R : Bien que le courant direct continu maximal absolu soit de 30 mA, la condition de test standard et le point de fonctionnement typique est de 20 mA. Fonctionner à 30 mA peut réduire la durée de vie et augmenter la température de jonction. Reportez-vous toujours à la courbe de déclassement et assurez-vous que la dissipation de puissance (Vf * If) ne dépasse pas 75 mW, en tenant compte de la Vf réelle à votre courant de fonctionnement.

Q : Pourquoi y a-t-il une tolérance de ±30 % sur les limites des classes d'intensité lumineuse ?

R : Cela tient compte de la variabilité de mesure dans les tests de production. Cela signifie qu'une LED étiquetée dans la classe 240-400 mcd (JK) pourrait en réalité mesurer entre 168 mcd et 520 mcd lors du test. Les concepteurs doivent tenir compte de cette dispersion dans leur conception optique.

Q : Les broches sont trop longues pour mon PCB. Puis-je les couper avant de souder ?

R : Oui, les broches peuvent être coupées. Cependant, si vous devez les plier ensuite, assurez-vous que le point de pliage reste à au moins 3 mm de la base de la lentille conformément aux directives de formage des broches.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement normal à 20 mA à l'air libre, un dissipateur thermique n'est généralement pas nécessaire pour une seule LED indicateur. Cependant, si plusieurs LED sont regroupées densément ou fonctionnent dans un environnement à haute température ambiante, la gestion thermique doit être prise en compte.

11. Exemples d'applications pratiques

Exemple 1 : Indicateur de mise sous tension sur un appareil grand public :Une seule LTL-R42FKFD est connectée en série avec une résistance appropriée à une ligne de 5 V. La résistance est calculée comme (5V - 2,05V) / 0,020A = 147,5 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms donnerait un courant d'environ 19,7 mA, bien dans les spécifications. Le large angle de vision assure que l'état de l'alimentation est visible sous différents angles dans une pièce.

Exemple 2 : Barre d'état à plusieurs LED sur un équipement industriel :Cinq LED sont utilisées pour indiquer les niveaux d'état du système (par exemple, Éteint, Veille, Actif, Avertissement, Défaillance). Pour assurer une luminosité uniforme, chaque LED a sa propre résistance limitatrice de courant connectée à un circuit intégré de commande commun ou à une broche de microcontrôleur. En utilisant les informations de classement, le concepteur peut spécifier une classe de longueur d'onde étroite (par exemple, H24) pour une cohérence de couleur sur toute la barre.

12. Principe de fonctionnement

La LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (environ 1,6 V pour ce dispositif AlInGaP) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés à travers la jonction. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du cristal 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, ambre/orange. La lentille en époxy diffusée protège à la fois la puce semi-conductrice et diffuse la lumière pour créer un large angle de vision.

13. Tendances technologiques

Bien que les LED traversantes comme la LTL-R42FKFD restent vitales pour de nombreuses applications en raison de leur robustesse et de leur facilité d'assemblage manuel, la tendance générale de l'industrie va vers les boîtiers à montage en surface (CMS) pour l'assemblage automatisé, une densité plus élevée et souvent de meilleures performances thermiques. Cependant, les composants traversants maintiennent une position forte dans le prototypage, les kits éducatifs, les environnements à fortes vibrations et les applications nécessitant des liaisons mécaniques solides. En termes de matériaux, la technologie AlInGaP est mature et hautement optimisée pour le spectre rouge-ambre. Le développement en cours se concentre sur l'amélioration de l'efficacité (lumens par watt), de la longévité et de la cohérence des couleurs, ainsi que sur l'expansion vers de nouveaux formats de boîtiers qui comblent le fossé entre les conceptions traversantes traditionnelles et les conceptions CMS avancées.