Fiche technique de la lampe LED traversante LTL42FKGD - Diamètre 5mm - Tension directe 2,6V - Couleur verte - Puissance 81mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTL42FKGD est une lampe LED à montage traversant conçue pour l'indication d'état et l'éclairage dans un large éventail d'applications électroniques. Elle présente un boîtier de 5 mm de diamètre avec une lentille diffusante verte, offrant un large angle de vision et une distribution lumineuse uniforme. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour son émetteur, réputée pour son haut rendement et sa bonne pureté chromatique dans le spectre vert. Cette LED est conçue pour être sans plomb et entièrement conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), la rendant adaptée aux exigences de fabrication électronique moderne.

1.1 Avantages principaux

• Sortie lumineuse élevée :Délivre une intensité lumineuse typique de 240 mcd à un courant de commande standard de 20mA, assurant une visibilité brillante et claire.
• Efficacité énergétique :Caractérisée par une faible consommation avec une tension directe typique de 2,6V, contribuant aux économies d'énergie globales du système.
• Flexibilité de conception :Disponible dans un boîtier traversant standard de 5mm, permettant un montage polyvalent sur cartes de circuits imprimés (PCB) ou panneaux. Le large angle de vision de 60 degrés assure une bonne visibilité sous divers angles.
• Compatibilité :Le faible courant requis la rend compatible avec les sorties de circuits intégrés (CI) sans nécessiter de circuits de commande complexes dans de nombreuses applications.
• Fiabilité :Conçue pour une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C, adaptée à une utilisation dans diverses conditions environnementales.

1.2 Applications cibles

Cette LED est conçue pour une large applicabilité dans de multiples industries. Sa fonction principale est l'indication d'état, mais sa luminosité permet également un éclairage de zone limité. Les principaux secteurs d'application incluent :

• Équipements de communication :Témoins lumineux pour l'alimentation, l'activité réseau et l'état système sur routeurs, commutateurs et modems.
• Périphériques informatiques :Indicateurs d'alimentation et d'activité sur ordinateurs de bureau, portables, disques durs externes et claviers.
• Électronique grand public :Témoins d'état sur équipements audio/vidéo, appareils électroménagers, jouets et dispositifs portables.
• Appareils électroménagers :Indicateurs de fonctionnement sur machines à laver, micro-ondes, fours et autres appareils blancs.
• Contrôles industriels :Indicateurs de panneau pour machines, systèmes de contrôle, équipements de test et instrumentation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés pour la LED LTL42FKGD. Comprendre ces paramètres est crucial pour une conception de circuit correcte et un fonctionnement fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé et affectera négativement la fiabilité.

• Dissipation de puissance (Pd) :81 mW maximum. C'est la puissance totale (Tension directe * Courant direct) qui peut être dissipée en toute sécurité sous forme de chaleur par le boîtier LED à une température ambiante (TA) de 25°C.
• Courant direct continu (IF) :30 mA maximum en courant continu. Dépasser cette valeur générera une chaleur excessive, entraînant une dépréciation accélérée du flux lumineux et une défaillance potentiellement catastrophique.
• Courant direct de crête :60 mA maximum, mais uniquement dans des conditions pulsées avec un rapport cyclique de 10% ou moins et une largeur d'impulsion de 10 microsecondes ou moins. Cette valeur est pertinente pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Déclassement :Le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit linéairement de 0,57 mA pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 50°C. C'est une considération de conception critique pour les environnements à haute température.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le dispositif peut fonctionner de -40°C à +85°C et peut être stocké de -40°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à 2,0mm (0,079 pouces) du corps de la LED. Cela définit la fenêtre de processus pour la soudure manuelle ou à la vague.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (TA=25°C). Les concepteurs doivent utiliser les valeurs typiques ou maximales selon les marges de conception appropriées.

• Intensité lumineuse (Iv) :Varie d'un minimum de 85 mcd à un maximum de 400 mcd à IF=20mA, avec une valeur typique de 240 mcd. La valeur réelle pour une unité spécifique est déterminée par son code de classement (voir Section 4). La mesure utilise un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique (œil humain) (CIE). Une tolérance de test de ±15% est appliquée aux limites de classement.
• Angle de vision (2θ1/2) :60 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central (0 degré). Un angle de 60 degrés offre un bon équilibre entre luminosité focalisée et visibilité large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :574 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Varie de 563 nm à 573 nm, définissant la couleur verte perçue de la LED. Elle est dérivée des coordonnées chromatiques CIE et représente la longueur d'onde unique qui correspond le mieux à la couleur de la LED.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique (couleur pure). Une largeur de 20nm est typique pour les LED vertes AlInGaP.
• Tension directe (VF) :2,6V typique à IF=20mA, avec un maximum de 2,6V. Le minimum est de 2,1V. Ce paramètre a une distribution ; les concepteurs doivent tenir compte du VF maximum lors du calcul des valeurs de résistance série pour assurer une limitation de courant adéquate.
• Courant inverse (IR) :100 μA maximum lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée.Note importante :Cette LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse. Cette condition de test est uniquement pour la caractérisation. L'application d'une tension inverse continue peut endommager le dispositif.

3. Spécification du système de classement

Pour assurer la cohérence de la luminosité et de la couleur dans les applications de production, les LED sont triées en classes de performance. La LTL42FKGD utilise un système de classement bidimensionnel.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les unités sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA. Le code de classe est marqué sur l'emballage.

• Classe EF :85 mcd (Min) à 140 mcd (Max)
• Classe GH :140 mcd (Min) à 240 mcd (Max)
• Classe JK :240 mcd (Min) à 400 mcd (Max)

La tolérance sur chaque limite de classe est de ±15%.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les unités sont également triées par leur longueur d'onde dominante, qui est directement corrélée à la teinte de vert.

• Classe H05 :563,0 nm (Min) à 566,0 nm (Max)
• Classe H06 :566,0 nm (Min) à 568,0 nm (Max)
• Classe H07 :568,0 nm (Min) à 570,0 nm (Max)
• Classe H08 :570,0 nm (Min) à 573,0 nm (Max)

La tolérance sur chaque limite de classe est de ±1 nm.

Une commande de produit complète sera spécifiée avec à la fois un code de classe d'intensité (ex. GH) et un code de classe de longueur d'onde (ex. H07) pour garantir la cohérence de la luminosité et de la couleur au sein du lot.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les relations typiques entre les paramètres clés sont décrites ci-dessous. Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

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

La LED présente une caractéristique I-V non linéaire typique d'une diode. La tension directe (VF) a un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente pour un courant donné. La courbe montre que la tension de seuil (où le courant commence à circuler significativement) est d'environ 1,8V à 2,0V pour les LED vertes AlInGaP, atteignant la valeur typique de 2,6V à 20mA.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie lumineuse (intensité lumineuse) est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale (ex. jusqu'à 30mA). Cependant, le rendement (lumens par watt) peut atteindre un pic à un courant inférieur au maximum nominal. L'alimentation de la LED à des courants plus élevés augmente la sortie mais génère également plus de chaleur, ce qui peut réduire le rendement et la fiabilité à long terme.

4.3 Intensité lumineuse vs Température ambiante

La sortie lumineuse d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Bien que le matériau AlInGaP soit plus stable en température que certains autres types de LED, une réduction de la sortie est attendue lorsque la température ambiante approche la limite de fonctionnement maximale. C'est pourquoi la gestion thermique (ex. ne pas dépasser les courants nominaux) est importante pour maintenir une luminosité constante.

4.4 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale est centrée autour de la longueur d'onde de crête de 574 nm avec une demi-largeur caractéristique de 20 nm. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit le point de couleur, est calculée à partir de ce spectre. La courbe a généralement une forme gaussienne.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions de contour

La LED est conforme aux dimensions standard du boîtier rond traversant de 5mm. Les spécifications mécaniques clés incluent :

• Diamètre des broches : Standard 0,6mm.
• Espacement des broches : 2,54mm (0,1 pouce) nominal, mesuré là où les broches sortent du corps du boîtier.
• Diamètre du corps : 5,0mm nominal.
• Hauteur totale : Environ 8,6mm du bas des broches au sommet de la lentille en dôme, bien que cela puisse varier légèrement.
• Tolérance : ±0,25mm sur la plupart des dimensions linéaires sauf indication contraire.
• La résine en saillie sous la collerette est d'un maximum de 1,0mm. Ceci est important pour la disposition du PCB afin de s'assurer que la LED repose à plat sur la carte.

5.2 Identification de la polarité

La LED a deux broches axiales. La broche la plus longue est l'anode (positive, A+), et la broche la plus courte est la cathode (négative, K-). De plus, le côté cathode de la collerette de la LED (le bord plat à la base de la lentille) a souvent un petit méplat ou une encoche. Vérifiez toujours la polarité avant la soudure pour éviter une connexion inverse, qui pourrait endommager le dispositif.

6. Guide de soudure et d'assemblage

Une manipulation et une soudure appropriées sont essentielles pour éviter les dommages mécaniques ou thermiques à la LED.

6.1 Conditions de stockage

Pour un stockage à long terme, conservez les LED dans leur emballage d'origine à barrière d'humidité. L'ambiance de stockage recommandée est ≤30°C et ≤70% d'humidité relative. Si retirées de l'emballage d'origine, utilisez les LED dans les trois mois. Pour un stockage prolongé hors du sachet d'origine, stockez-les dans un récipient scellé avec un dessiccant ou dans un dessiccateur purgé à l'azote pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la soudure.

6.2 Formage des broches

Si les broches doivent être pliées pour le montage, cela doit être faitavantla soudure et à température ambiante. Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille LED. N'utilisez pas le corps de la LED ou le cadre des broches comme point d'appui. Appliquez la force minimale nécessaire pour éviter de solliciter les fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure, utilisez uniquement des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA). Évitez les nettoyages agressifs ou par ultrasons qui pourraient endommager la lentille en époxy ou la structure interne.

6.4 Paramètres du processus de soudure

Soudure manuelle (Fer) :

• Température maximale du fer : 350°C
• Temps de soudure maximum : 3 secondes par broche
• Distance minimale de la base de la lentille : 2,0mm. Le joint de soudure ne doit pas remonter la broche plus près que cela du corps plastique.
• Ne pas immerger la lentille dans la soudure.

Soudure à la vague :

• Température de préchauffage maximale : 100°C
• Temps de préchauffage maximum : 60 secondes
• Température maximale de la vague de soudure : 260°C
• Temps de contact maximum : 5 secondes
• Position d'immersion minimale : Pas plus bas que 2mm de la base de la lentille en époxy.

Note critique :La soudure par refusion infrarouge (IR) estnon adaptéepour ce produit LED traversant. La lentille en époxy ne peut pas résister aux températures élevées d'un profil de four de refusion. Une température ou un temps de soudure excessif peut provoquer une déformation, une fissuration ou une défaillance interne de la lentille.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécification de conditionnement

Les LED sont conditionnées dans des sachets antistatiques pour prévenir les dommages par décharge électrostatique (ESD). La hiérarchie de conditionnement standard est :

1. Sachet de conditionnement :Contient 1000, 500, 200 ou 100 pièces. Le sachet est étiqueté avec le numéro de pièce, la quantité et les codes de classe (Intensité et Longueur d'onde).
2. Carton intérieur :Contient 10 sachets de conditionnement. La quantité totale par carton intérieur est typiquement de 10 000 pièces (avec des sachets de 1000 pièces).
3. Carton maître/extérieur :Contient 8 cartons intérieurs. La quantité totale par carton maître est typiquement de 80 000 pièces.

Pour les lots d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Une LED est un dispositif commandé en courant. Sa luminosité est contrôlée par le courant direct (IF), et non par la tension. L'élément de conception le plus critique est la résistance de limitation de courant.

Circuit recommandé (Circuit A) :Utilisez une résistance série pour chaque LED. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - VF_LED) / IF. Utilisez le VF maximum de la fiche technique (2,6V) pour une conception conservatrice qui garantit que le courant ne dépasse jamais le IF souhaité, même avec des variations entre LED.

Exemple :Pour une alimentation de 5V et un IF cible de 20mA : R = (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ohms. La valeur standard la plus proche (ex. 120Ω ou 150Ω) serait choisie, et sa puissance nominale doit être suffisante (P = I²R).

Circuit à éviter (Circuit B) :Ne connectez pas plusieurs LED directement en parallèle à partir d'une seule résistance de limitation de courant. De petites variations dans la caractéristique de tension directe (VF) entre les LED individuelles provoqueront un déséquilibre sévère du courant. Une LED avec un VF légèrement inférieur attirera de manière disproportionnée plus de courant, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle de cette LED.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Les précautions ESD standard doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage :

• Les opérateurs doivent porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques.
• Tous les postes de travail, outils et équipements doivent être correctement mis à la terre.
• Utilisez des tapis conducteurs ou dissipatifs sur les surfaces de travail.
• Stockez et transportez les LED dans un emballage de protection ESD.
• Envisagez d'utiliser un ioniseur pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur la lentille plastique pendant la manipulation.

8.3 Considérations thermiques

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif de faible puissance, la gestion thermique est toujours importante pour la longévité. Ne dépassez pas les valeurs maximales absolues de dissipation de puissance et de courant direct. Respectez la courbe de déclassement au-dessus de 50°C ambiant. Assurez un espacement adéquat entre les LED sur un PCB pour permettre la dissipation de chaleur et éviter la création de points chauds locaux.

9. Comparaison et différenciation techniques

La LTL42FKGD, en tant que LED verte AlInGaP standard de 5mm, occupe une position bien établie sur le marché. Ses principaux points de différenciation sont définis par ses classes de performance spécifiques.

• vs. LED vertes de faible luminosité :Les unités classées dans la plage JK (240-400 mcd) offrent une intensité lumineuse significativement plus élevée que les LED vertes génériques "standard", les rendant adaptées aux applications nécessitant une haute visibilité ou utilisées derrière des lentilles/diffuseurs légèrement teintés.
• vs. Autres technologies vertes :Comparée aux anciennes LED vertes au Phosphure de Gallium (GaP), la technologie AlInGaP offre un rendement plus élevé et une couleur verte plus saturée, "vraie" (longueur d'onde dominante dans la plage 560-570nm contre 555nm pour GaP).
• vs. LED "vertes" à base de bleu/jaune :Certaines LED blanches ou vertes utilisent une puce bleue avec un phosphore jaune, ce qui peut avoir une qualité spectrale différente (spectre plus large) et potentiellement une pureté de couleur inférieure à celle d'une LED verte AlInGaP à émission directe.
• Avantage principal :Son principal avantage est une combinaison de fiabilité éprouvée, de facilité d'utilisation (traversant), de bon rendement et de la disponibilité d'un classement serré en luminosité et couleur pour une apparence cohérente dans les séries de production.

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

Q1 : Puis-je commander cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V ?

R : Non, pas directement. Bien que la tension directe (~2,6V) soit inférieure à ces tensions d'alimentation, une LED doit être limitée en courant. La connecter directement tenterait de tirer un courant excessif, risquant d'endommager à la fois la LED et la broche du microcontrôleur. Utilisez toujours une résistance série comme décrit dans la section 8.1.

Q2 : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour une alimentation de 12V ?

R : En utilisant la formule R = (12V - 2,6V) / 0,020A = 470 Ohms. La puissance dissipée dans la résistance est P = (0,020A)² * 470Ω = 0,188W, donc une résistance standard 1/4W (0,25W) est suffisante. Une résistance de 470Ω ou 560Ω serait appropriée.

Q3 : Pourquoi une tension directe minimale (2,1V) est-elle indiquée ?

R : La tension directe a une distribution sur les unités de production en raison de légères variations dans le matériau semi-conducteur et le processus de fabrication. Le minimum de 2,1V est l'extrémité basse de cette distribution. Concevoir avec la valeur typique ou maximale garantit que le circuit fonctionne correctement pour toutes les unités.

Q4 : Puis-je utiliser cette LED à l'extérieur ?

R : La fiche technique indique qu'elle convient aux enseignes intérieures et extérieures. La plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) supporte une utilisation extérieure. Cependant, pour une exposition prolongée directe aux intempéries, envisagez une protection supplémentaire (revêtement conformant sur le PCB, un boîtier étanche) car la lentille en époxy peut se dégrader après une exposition prolongée aux UV ou une infiltration d'humidité sur de nombreuses années.

Q5 : Comment interpréter les codes de classe lors de la commande ?

R : Vous devez spécifier à la fois une Classe d'Intensité (ex. GH) et une Classe de Longueur d'onde (ex. H07) pour obtenir un lot cohérent. Si vous ne spécifiez pas, vous pourriez recevoir un mélange, entraînant des différences visibles de luminosité et de couleur dans votre produit. Pour la plupart des applications, spécifier les classes intermédiaires (GH pour l'intensité, H06/H07 pour la longueur d'onde) est une bonne pratique.

11. Exemples d'application pratiques

Exemple 1 : Panneau indicateur d'état multi-canaux

Dans un boîtier de contrôle industriel, dix LED LTL42FKGD (classées GH/H07) sont utilisées sur un panneau avant pour indiquer l'état de dix capteurs différents ou états de machine. Chaque LED est commandée par une sortie séparée d'un CI tampon logique 5V (ex. 74HC244). Une seule résistance de 120Ω est placée en série avec chaque LED. Le classement cohérent garantit que les dix lumières ont une couleur verte uniforme et une luminosité très similaire, offrant une apparence professionnelle. Le large angle de vision de 60 degrés permet de voir l'état depuis diverses positions de l'opérateur.

Exemple 2 : Rétroéclairage pour un commutateur à membrane

Une seule LED LTL42FKGD (classée JK pour une luminosité plus élevée) est placée derrière une icône translucide sur un clavier à membrane. Elle est commandée par une broche GPIO d'un microcontrôleur via une résistance de 150Ω depuis une alimentation 3,3V. La lentille diffusante de la LED aide à créer un éclairage uniforme sous l'icône. Le faible courant requis (~13mA calculé : (3,3V-2,6V)/150Ω) est bien dans les capacités de la broche GPIO, simplifiant la conception.

12. Principe de fonctionnement

La LTL42FKGD est une source de lumière semi-conductrice basée sur une jonction p-n formée à partir de matériaux AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active (la jonction). Lorsque ces porteurs de charge (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) des photons émis – dans ce cas, une lumière verte avec une longueur d'onde dominante autour de 570 nm. La lentille en époxy sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau de sortie lumineux (créant l'angle de vision de 60 degrés) et à diffuser la lumière pour adoucir son apparence.

13. Tendances technologiques

Les LED traversantes comme la LTL42FKGD représentent une technologie mature et très fiable. La tendance générale dans l'industrie des LED est vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) (ex. 0603, 0805, 3528) pour la plupart des nouvelles conceptions en raison de leur taille plus petite, de leur adéquation à l'assemblage automatisé par pick-and-place et de leur faible encombrement. Cependant, les LED traversantes conservent une pertinence significative dans plusieurs domaines : pour le prototypage et l'utilisation par les amateurs en raison de la facilité de soudure manuelle ; dans les applications nécessitant une très haute fiabilité et une connexion mécanique robuste (résistante aux vibrations) ; pour le montage sur panneau où les broches peuvent être fixées directement sur un châssis ; et dans les contextes éducatifs. La technologie elle-même continue de voir des améliorations incrémentielles en rendement (plus de lumière par watt) et en cohérence de couleur grâce à des processus avancés d'épitaxie et de classement, même au sein de formats de boîtiers établis comme la lampe de 5mm.