Spécifications de la lampe LED traversante T-1 3mm - Bleue & Rouge avec diffuseur blanc - Tension 2,9V/1,9V - Puissance 70mW/52mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED indicateur traversante. Le composant est proposé dans un boîtier de diamètre T-1 (3mm) très répandu et se caractérise par l'association d'une puce LED bleue ou rouge avec une lentille diffuseuse blanche. Ce choix de conception vise à fournir une émission lumineuse uniforme et diffuse, adaptée à l'indication d'état dans diverses applications.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Les principaux avantages de cette lampe LED incluent sa faible consommation d'énergie et son haut rendement, la rendant adaptée aux conceptions alimentées par batterie ou soucieuses de l'efficacité énergétique. Elle est fabriquée avec des matériaux sans plomb et est conforme aux directives environnementales RoHS. Le format T-1 est une norme industrielle largement adoptée, garantissant la compatibilité avec les conceptions de circuits imprimés et les procédés de fabrication existants. L'intégration d'une lentille diffuseuse blanche sur la puce colorée permet d'adoucir et de répartir la lumière, réduisant l'éblouissement et créant un indicateur plus esthétique.

1.2 Applications cibles et marchés

Ce composant est conçu pour l'indication d'état à usage général. Ses domaines d'application typiques incluent les équipements de communication (routeurs, modems), les périphériques informatiques, l'électronique grand public et les appareils électroménagers. La fiabilité et la simplicité de la conception traversante en font un choix courant pour les applications nécessitant un retour visuel clair et durable.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques qui définissent les limites de performance du dispositif.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :Bleue : 70 mW, Rouge : 52 mW. Ce paramètre, dépendant de la technologie de la puce, dicte l'énergie thermique maximale que le boîtier peut supporter à une température ambiante de 25°C.
• Courant direct :Le courant direct continu est nominalement de 20 mA pour les deux couleurs. Un courant direct de crête plus élevé de 60 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10 µs).
• Plages de température :La plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C. La plage de stockage est plus large, de -40°C à +100°C.
• Température de soudure :Les broches peuvent supporter 260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesuré à 2,0 mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (TA=25°C, IF=5 mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (Iv) :Une métrique clé pour la luminosité. Pour la LED Bleue, l'intensité typique est de 110 mcd (min 38, max 310). Pour la LED Rouge, elle est nettement plus élevée à 495 mcd typique (min 110, max 880). Les larges plages min-max indiquent la nécessité d'un classement, discuté plus loin.
• Angle de vision (2θ1/2) :Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale. Les versions Bleue et Rouge ont un angle de vision typique de 45 degrés, modérément large, aidé par la lentille diffuseuse.
• Longueur d'onde :La LED Bleue a une longueur d'onde dominante typique (λd) de 471 nm (plage 465-478 nm) et une longueur d'onde de pic (λp) de 468 nm. La LED Rouge a une λd de 624 nm (plage 617-632 nm) et une λp de 632 nm.
• Tension directe (VF) :Bleue : 3,6V typique (plage 2,9-3,6V). Rouge : 2,7V typique (plage 1,9-2,7V). Cette différence est cruciale pour la conception du circuit, notamment lors du pilotage en parallèle de LED de couleurs différentes.
• Courant inverse (IR) :Maximum 100 µA à VR=5V. La fiche technique indique explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce test est uniquement à des fins de caractérisation.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. Ce dispositif utilise deux critères de classement principaux.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 5 mA. Des tables de classement distinctes existent pour les LED Bleues et Rouges, chacune avec des codes alphanumériques (ex. : BC, DE, FG pour Bleu ; FG, HJ, KL pour Rouge). Chaque classe a une valeur d'intensité minimale et maximale définie. Par exemple, une LED Bleue de la classe \"FG\" aura une intensité comprise entre 110 et 180 mcd. Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque limite de classe.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les LED sont également classées par leur longueur d'onde de couleur dominante. Les LED Bleues sont toutes regroupées dans une seule classe \"1\" couvrant 465-478 nm. Les LED Rouges sont regroupées dans la classe \"2\" couvrant 617-632 nm. La tolérance pour les limites des classes de longueur d'onde est serrée à ±1 nm, assurant une bonne uniformité de couleur au sein de chaque groupe.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes typiques, leur analyse est basée sur le comportement standard des LED. La courbe tension directe (VF) en fonction du courant direct (IF) montrerait une relation exponentielle, la LED Rouge ayant une tension de seuil inférieure à celle de la LED Bleue. La courbe intensité lumineuse en fonction du courant direct est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement normale mais saturera à des courants plus élevés. La courbe intensité en fonction de la température ambiante montrerait un coefficient négatif, signifiant que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente. La courbe de distribution spectrale montrerait un pic unique autour du λp spécifié pour chaque couleur, la LED Bleue ayant une demi-largeur spectrale plus large (Δλ de 25 nm) par rapport à la LED Rouge (Δλ de 20 nm).

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions de contour

Le dispositif est conforme au boîtier rond standard T-1 (3mm) pour LED. Les dimensions clés incluent le diamètre de la lentille, la hauteur totale et l'écartement des broches. L'écartement des broches est mesuré là où elles émergent du corps du boîtier. Les tolérances sont typiquement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Une note indique que la résine en saillie sous la collerette est d'un maximum de 1,0 mm.

5.2 Identification de la polarité

Les LED traversantes utilisent généralement la longueur des broches ou un méplat sur la collerette de la lentille pour indiquer la cathode (broche négative). La broche la plus longue est habituellement l'anode (+). Les concepteurs doivent consulter l'échantillon physique ou le dessin détaillé pour le marqueur de polarité spécifique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour la fiabilité.

6.1 Conditions de stockage

Pour un stockage à long terme en dehors de l'emballage d'origine, un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative est recommandé. Pour des périodes prolongées, un stockage dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote est conseillé.

6.2 Formage des broches

La courbure doit être effectuée à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED pour éviter les contraintes sur la fixation interne de la puce. La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui. Le formage doit être effectué à température ambiante et avant le processus de soudure.

6.3 Processus de soudure

Un espace libre minimum de 2 mm doit être maintenu entre le point de soudure et la base de la lentille. Il faut éviter de plonger la lentille dans la soudure.

• Fer à souder :Température maximale 350°C, temps maximum 3 secondes par broche.
• Soudure à la vague :Préchauffer à un maximum de 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. Température de la vague de soudure maximum 260°C, temps de contact maximum 5 secondes. La position d'immersion ne doit pas être inférieure à 2 mm de la base de la lentille.
• Note importante :Le soudage par refusion infrarouge (IR) est indiqué comme inadapté pour ce produit LED de type traversant. Une chaleur ou un temps excessif peut provoquer une déformation de la lentille ou une défaillance catastrophique.

6.4 Nettoyage

Si nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés pour le nettoyage.

7. Conditionnement et informations de commande

Le flux de conditionnement standard est : 500, 200 ou 100 pièces par sachet anti-statique. Dix de ces sachets sont placés dans un carton intérieur, totalisant 5 000 pièces. Huit cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur, résultant en 40 000 pièces par carton extérieur. La note précise que dans chaque lot d'expédition, seul l'emballage final peut ne pas être complet.

8. Recommandations pour la conception d'application

8.1 Conception du circuit de pilotage

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant individuelle en série avec chaque LED (Circuit A dans la fiche technique). Le pilotage de plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension avec une seule résistance partagée (Circuit B) est déconseillé, car de petites variations de la caractéristique de tension directe (VF) entre les LED individuelles entraîneront des différences significatives de courant et donc de luminosité.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Ces LED sont sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Les mesures préventives incluent : l'utilisation de bracelets et de postes de travail mis à la terre ; l'emploi d'ioniseurs pour neutraliser la charge statique sur la lentille en plastique ; et s'assurer que tout équipement de manipulation est correctement mis à la terre. Une attention particulière à la formation et à la certification des opérateurs pour la manipulation de dispositifs sensibles aux ESD est suggérée.

9. Comparaison et différenciation techniques

La caractéristique distinctive clé de ce produit est l'utilisation d'une puce LED colorée (bleue ou rouge) avec une lentille diffuseuse blanche. Cela contraste avec les LED standard qui utilisent une lentille transparente ou colorée correspondant à la couleur de la puce. Le diffuseur blanc fournit un motif lumineux plus uniforme, plus doux et potentiellement plus large, ce qui peut être préférable pour les indicateurs de face avant où un \"point chaud\" de couleur intense est indésirable. Les paramètres électriques sont standard pour les LED indicateurs traversantes de cette taille.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 20mA en continu ?

R : Oui, 20mA est le courant direct continu nominal. Cependant, pour une durée de vie maximale et une température de jonction plus basse, un pilotage à un courant plus faible comme 10mA ou 5mA est souvent suffisant pour l'indication.

Q : Pourquoi la tension directe est-elle différente pour le Bleu et le Rouge ?

R : Cela est dû à la physique fondamentale des semi-conducteurs. Les LED Bleues sont généralement fabriquées à partir de Nitrure de Gallium Indium (InGaN) qui a une énergie de bande interdite plus élevée, résultant en une tension directe plus élevée. Les LED Rouges sont couramment fabriquées à partir d'Arséniure de Gallium Aluminium (AlGaAs) ou de matériaux similaires avec une bande interdite plus basse et donc une tension directe plus basse.

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour une alimentation de 5V ?

R : En utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim - VF_LED) / I_LED. Pour une LED Bleue (VF=3,6V) à 5mA : R = (5 - 3,6) / 0,005 = 280 Ohms. Pour une LED Rouge (VF=2,7V) à 5mA : R = (5 - 2,7) / 0,005 = 460 Ohms. Utilisez toujours la valeur de résistance standard la plus proche et tenez compte de la puissance nominale.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs multi-états pour un commutateur réseau.Un concepteur pourrait utiliser une LED Bleue pour indiquer \"Alimentation activée/Système actif\" et une LED Rouge pour indiquer \"Défaillance réseau\". Grâce au diffuseur blanc, les deux indicateurs auraient une apparence esthétique similaire et douce depuis la face avant, même si les couleurs de lumière émises sont différentes. Le concepteur doit utiliser des résistances de limitation de courant séparées pour chaque LED en raison de leurs tensions directes différentes. L'angle de vision de 45 degrés garantit que l'état est visible sous un large éventail d'angles dans une unité montée en rack. La conception traversante permet une fixation mécanique robuste sur le circuit imprimé, ce qui est important pour les équipements pouvant être soumis à des vibrations pendant l'expédition ou le fonctionnement.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Dans ce dispositif, la lumière primaire de la puce traverse une lentille en époxy contenant des particules diffusantes. Ces particules diffusent la lumière, brisant le faisceau direct et créant un motif d'émission plus uniforme, plus large et moins éblouissant pour l'utilisateur.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED indicateurs traversantes est mature. La tendance générale pour les LED indicateurs va vers un rendement plus élevé (plus de lumière par mA), une consommation d'énergie plus faible et une fiabilité améliorée. Bien que les LED à montage en surface (SMD) dominent les nouvelles conceptions pour leur taille réduite et leur adéquation à l'assemblage automatisé, les LED traversantes restent pertinentes pour les applications nécessitant une résistance mécanique plus élevée, un prototypage manuel plus facile ou une compatibilité avec les conceptions héritées existantes. L'utilisation de lentilles diffusantes pour améliorer la qualité visuelle, comme observé dans ce produit, est une approche courante pour améliorer l'expérience utilisateur sans changer la technologie de boîtier de base.