Fiche technique LED Rouge T-1 3mm LTL42EKEKNN - Corps 5mm - 2.4V - 75mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED rouge à haute efficacité et faible consommation, dans un boîtier traversant populaire de diamètre T-1 (3mm). Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) comme source lumineuse, encapsulé dans une lentille transparente. Il est conçu pour un montage polyvalent sur cartes de circuits imprimés (PCB) ou panneaux et est compatible avec les niveaux de commande des circuits intégrés (CI) en raison de ses faibles besoins en courant. Les applications principales incluent les indicateurs d'état, le rétroéclairage et l'éclairage général dans l'électronique grand public, les équipements de bureau et les dispositifs de communication nécessitant une indication rouge vive et fiable.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Le dispositif est conçu pour fonctionner dans des limites environnementales et électriques strictes afin d'assurer sa fiabilité et d'éviter les défaillances catastrophiques. La dissipation de puissance maximale est de 75 mW à une température ambiante (T_A) de 25°C. Le courant continu direct ne doit pas dépasser 30 mA en continu. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête de 90 mA est autorisé dans des conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Le dispositif peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 V. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +100°C. Pour la soudure, les broches peuvent être soumises à 260°C pendant un maximum de 5 secondes, à condition que le point de soudure soit à au moins 1,6mm (0,063\") du corps de la LED. Un facteur critique de déclassement de 0,4 mA/°C s'applique au courant continu direct pour des températures ambiantes supérieures à 50°C, ce qui signifie que le courant continu autorisé diminue linéairement avec l'augmentation de la température.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à T_A=25°C et un courant de fonctionnement (I_F) de 20 mA. L'intensité lumineuse (I_V) a une valeur typique de 880 millicandelas (mcd), avec un minimum de 310 mcd, indiquant un potentiel de binning. L'angle de vision (2θ_1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est de 22 degrés, caractéristique d'une LED T-1 standard à faisceau étroit. La longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) est de 632 nm, tandis que la longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, est de 624 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 20 nm. La tension directe (V_F) mesure typiquement 2,4V, avec un maximum de 2,4V à 20mA. Le courant inverse (I_R) est au maximum de 100 μA sous une polarisation inverse de 5V, et la capacité de jonction (C) est de 40 pF mesurée à polarisation nulle et 1 MHz.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé selon deux paramètres clés : l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante. Ce binning assure la cohérence au sein d'un lot de production et permet aux concepteurs de sélectionner des composants correspondant à des exigences spécifiques de luminosité ou de couleur.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en bins avec une tolérance de 15% sur chaque limite. Les bins référencés pour ce produit sont KL (310-520 mcd) et MN (520-880 mcd). Des bins supérieurs comme PQ (880-1500 mcd) et RS (1500-2500 mcd) sont listés à titre de référence, indiquant la capacité de la plateforme technologique, bien qu'ils puissent ne pas être disponibles pour cette référence spécifique. Le code de bin est marqué sur chaque sachet d'emballage pour la traçabilité.

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui détermine la teinte précise du rouge, est binnée par pas d'environ 4nm avec une tolérance de ±1nm par bin. Les bins listés sont H27 (613,5-617,0 nm), H28 (617,0-621,0 nm), H29 (621,0-625,0 nm), H30 (625,0-629,0 nm) et H31 (629,0-633,0 nm). La valeur typique de 624 nm se situe dans le bin H29.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Celles-ci incluent généralement la relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F), qui montre la caractéristique exponentielle I-V de la diode. Une autre courbe cruciale représente l'intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante, illustrant le coefficient de température négatif de la sortie lumineuse commun aux LED—la sortie diminue lorsque la température augmente. Une troisième courbe standard montre l'intensité lumineuse relative en fonction du courant direct, démontrant comment la sortie lumineuse augmente avec le courant mais peut saturer ou se dégrader à des courants très élevés. La courbe de distribution spectrale montrerait l'intensité de la lumière émise à travers différentes longueurs d'onde, centrée autour du pic de 632 nm avec la demi-largeur indiquée de 20 nm.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

Le dispositif est conforme aux dimensions standard du boîtier LED rond T-1 (3mm). Les notes mécaniques clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres (avec les pouces entre parenthèses), avec une tolérance générale de ±0,25mm (0,010\") sauf indication contraire. La résine sous la collerette peut dépasser jusqu'à 1,0mm (0,04\") maximum. L'espacement des broches est mesuré au point où les broches émergent du corps du boîtier, ce qui est critique pour la conception du PCB.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour éviter les dommages. Les broches doivent être formées à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED, sans utiliser la base du cadre de broches comme point d'appui. Le formage doit être effectué à température ambiante et avant la soudure. Pendant l'assemblage sur PCB, une force de clinch minimale doit être utilisée. Pour la soudure, un dégagement minimal de 2mm doit être maintenu entre la base de la lentille et le point de soudure. La lentille ne doit jamais être immergée dans la soudure. Les conditions recommandées sont : pour le fer à souder, une température maximale de 300°C pendant pas plus de 3 secondes (une seule fois) ; pour la soudure à la vague, préchauffer à un maximum de 100°C pendant jusqu'à 60 secondes, suivie d'une vague de soudure à un maximum de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes. Le refusion infrarouge (IR) est explicitement indiqué comme inadapté pour ce produit de type traversant. Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est le suivant : les LED sont emballées dans des sachets contenant 1000, 500 ou 250 pièces. Dix de ces sachets sont placés dans un carton intérieur, totalisant 10 000 pièces. Huit cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur, ce qui donne un total de 80 000 pièces par carton extérieur. Il est noté qu'au sein d'un lot d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète. La référence spécifique est LTL42EKEKNN.

8. Recommandations d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED individuelle (Modèle de circuit A). La commande de plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension commune avec une seule résistance partagée (Modèle de circuit B) est déconseillée, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (V_F) entre les LED individuelles provoqueront des différences significatives de courant et, par conséquent, de luminosité.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Le dispositif est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Des mesures préventives doivent être mises en œuvre dans l'environnement de manipulation : les opérateurs doivent utiliser des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques ; tous les équipements, machines et surfaces de travail doivent être correctement mis à la terre ; les racks de stockage doivent être conducteurs et mis à la terre. Un souffleur d'ions est recommandé pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique en raison des frottements lors de la manipulation.

8.3 Stockage et nettoyage

Pour le stockage, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C ou 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage à plus long terme en dehors de l'emballage d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si un nettoyage est nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés.

9. Précautions et limites d'application

Cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé—comme dans l'aviation, les transports, les systèmes médicaux ou les dispositifs de sécurité—une consultation et une approbation spécifiques sont requises avant utilisation. Cela souligne la classification du composant pour des applications de grade commercial/industriel, et non critique automobile ou médical.

10. Comparaison et positionnement technique

Cette LED rouge à base d'AlInGaP offre des avantages par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), principalement en termes d'efficacité lumineuse plus élevée et de meilleures performances à des températures élevées. L'angle de vision de 22 degrés est standard pour un boîtier T-1 non diffusé, fournissant un faisceau directionnel adapté aux indicateurs de panneau. La tension directe d'environ 2,4V est compatible avec les alimentations logiques courantes de 3,3V et 5V, nécessitant seulement une simple résistance série pour fonctionner. Sa puissance dissipée nominale de 75mW est typique pour un dispositif de cette taille.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance série limitatrice de courant. Par exemple, avec une alimentation de 5V, un V_Ftypique de 2,4V, et un I_Fsouhaité de 20mA, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130 ou 150 Ohm serait appropriée.

Q : Pourquoi une intensité lumineuse minimale est-elle spécifiée ?

R : En raison des variations de fabrication, l'intensité lumineuse est binnée. Les valeurs minimale (310 mcd) et typique (880 mcd) indiquent la plage. Les concepteurs doivent utiliser la valeur minimale pour les calculs de luminosité dans le pire des cas afin de s'assurer que l'indicateur est suffisamment visible dans toutes les conditions.

Q : Que signifie le facteur de déclassement de 0,4 mA/°C ?

R : Pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 50°C, le courant continu direct maximal autorisé diminue de 0,4 mA. À 75°C, le déclassement est de (75-50)*0,4 = 10 mA, donc le I_Fmaximal autorisé serait de 30 mA - 10 mA = 20 mA.

12. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 10 LED rouges uniformément lumineuses.Le système utilise une ligne d'alimentation 5V. Sur la base de la fiche technique : 1) Sélectionnez des LED du même bin d'intensité lumineuse (ex : MN) pour la cohérence. 2) Calculez la résistance série pour chaque LED : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130Ω. Utilisez une résistance de 1/8W ou 1/4W. 3) Sur le PCB, assurez-vous que les trous pour les broches des LED sont espacés selon la dimension \"espacement des broches... où les broches émergent du boîtier\". 4) Placez les pastilles de soudure à au moins 2mm du contour du corps de la LED. 5) Pendant l'assemblage, donnez pour instruction au personnel de manipuler les LED avec les précautions ESD, de former les broches (si nécessaire) à >3mm du corps, et de suivre le profil de soudure à la vague spécifié.

13. Introduction au principe de fonctionnement

La lumière est émise par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode (environ 2,4V pour ce matériau AlInGaP) est appliquée, les électrons du semi-conducteur de type n et les trous du semi-conducteur de type p sont injectés à travers la jonction p-n. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage semi-conducteur AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise—dans ce cas, le rouge à environ 624-632 nm. La lentille époxy transparente façonne le faisceau lumineux de sortie.

14. Tendances et contexte technologiques

Bien que les LED traversantes comme ce boîtier T-1 restent largement utilisées pour le prototypage, l'assemblage manuel et les applications nécessitant un montage mécanique robuste, la tendance de l'industrie s'est fortement orientée vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) (ex : types 0603, 0805, 1206 et PLCC) pour la production automatisée en grande série. La technologie AlInGaP représente une solution mature et efficace pour les LED rouges, oranges et jaunes, offrant des performances supérieures à l'ancien GaAsP. Le développement actuel se concentre sur l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt), l'amélioration des performances à haute température et la réalisation de boîtiers CMS toujours plus petits avec une sortie lumineuse plus élevée. Ce dispositif s'inscrit dans une catégorie de produit bien établie et fiable.