Fiche Technique de la Lampe LED à Montage en Trou LTLR42FGAJH79Y - Jaune-Vert 570nm - 20mA - 52mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à montage traversant, conçue comme indicateur de carte de circuit imprimé (CBI). Le dispositif utilise un support (boîtier) plastique noir à angle droit qui s'assemble avec le composant LED. Cette conception facilite l'assemblage sur les cartes de circuits imprimés (PCB). La source lumineuse principale est une LED à semi-conducteur, offrant des avantages en termes d'efficacité et de longévité.

1.1 Avantages principaux

• Facilité d'assemblage :La conception est optimisée pour un montage simple et efficace sur les cartes de circuits.
• Contraste amélioré :Le matériau du boîtier noir améliore le rapport de contraste visuel de l'indicateur éclairé.
• Fiabilité de l'état solide :Utilise la technologie LED pour une source lumineuse robuste et durable, sans filament à casser.
• Efficacité énergétique :Caractérisée par une faible consommation d'énergie et une efficacité lumineuse élevée.
• Conformité environnementale :Il s'agit d'un produit sans plomb conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Émission spécifique :Les LED 1 et 4 émettent une lumière dans le spectre jaune-vert avec une longueur d'onde de crête d'environ 570nm, utilisant la technologie AllnGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium).
• Sensibilité à l'humidité :Classée MSL3 (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3).

1.2 Applications cibles

Cette lampe LED convient à divers équipements électroniques nécessitant un éclairage d'état ou indicateur. Les secteurs d'application typiques incluent :

• Équipements de communication
• Systèmes informatiques et périphériques
• Électronique grand public
• Appareils électroménagers

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes ne doivent en aucun cas être dépassées, car cela pourrait causer des dommages permanents au dispositif. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C.

• Dissipation de puissance (PD) :52 mW - La puissance totale maximale que le dispositif peut dissiper en toute sécurité.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA - Il s'agit du courant direct instantané maximal, autorisé uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 0.1ms).
• Courant direct continu (IF) :20 mA - Le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement normal.
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C - La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est conçu pour fonctionner.
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C - La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.
• Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à 2.0mm (0.079 pouces) du corps du composant.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à TA=25°C. Les valeurs pour les LED 1 et 4 (jaune-vert) sont fournies.

• Intensité lumineuse (Iv) :Varie d'un minimum de 23 mcd à un maximum de 140 mcd, avec une valeur typique de 80 mcd, mesurée à IF=20mA. Ce paramètre est trié (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ1/2) :Approximativement 100 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (centrale).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Typiquement 571 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Varie de 565 nm à 571 nm, avec une valeur typique de 569 nm à IF=20mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 15 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :Varie de 1.6V à 2.6V, avec une valeur typique de 2.1V à IF=20mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée.Note importante :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour assurer la cohérence de la production, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres optiques clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont classées en trois catégories d'intensité, mesurées en millicandelas (mcd) à un courant direct de 20mA. La tolérance pour chaque limite de catégorie est de ±15%.

• Catégorie AB :Minimum 23 mcd, Maximum 50 mcd.
• Catégorie CD :Minimum 50 mcd, Maximum 85 mcd.
• Catégorie EF :Minimum 85 mcd, Maximum 140 mcd.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la cohérence des couleurs. La tolérance pour chaque limite de catégorie est de ±1 nm.

• Catégorie 1 :Minimum 565.0 nm, Maximum 568.0 nm.
• Catégorie 2 :Minimum 568.0 nm, Maximum 571.0 nm.

Le code de catégorie pour l'intensité et la longueur d'onde est marqué sur l'emballage du produit, permettant une sélection précise selon les besoins de l'application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, l'analyse suivante est basée sur les données tabulaires fournies et le comportement standard des LED.

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

La tension directe typique (VF) de 2.1V à 20mA indique qu'il s'agit d'une LED basse tension, typique de la technologie AllnGaP. La VF aura un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente. La plage spécifiée (1.6V à 2.6V) tient compte de la variance normale de production.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée (jusqu'à 20mA). Dépasser le courant continu nominal augmentera la sortie lumineuse de manière non linéaire et générera une chaleur excessive, pouvant dégrader la durée de vie de la LED et décaler sa couleur.

4.3 Caractéristiques thermiques

L'intensité lumineuse des LED diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Bien que non représentée graphiquement ici, la large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) implique que le dispositif est conçu pour maintenir sa fonctionnalité dans des environnements difficiles, bien qu'avec une sortie potentiellement réduite à la limite supérieure. Une dissipation thermique adéquate via le PCB est cruciale pour maintenir les performances et la longévité.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Schéma et dimensions

Le dispositif utilise un boîtier traversant avec une orientation à angle droit. Les notes mécaniques clés incluent :

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres, avec des tolérances de ±0.25mm sauf indication contraire.
• Le support (boîtier) est construit en plastique noir classé UL94V-0, indiquant qu'il est ignifuge.
• Les LED 1 et 4 comportent une lentille diffusante blanche, ce qui contribue à élargir l'angle de vision et à adoucir l'apparence de la lumière.

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/ou par un méplat ou une encoche sur la lentille ou le boîtier. Il convient de consulter la fiche technique pour le marquage spécifique de ce composant. L'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Conditions de stockage

En raison de son classement MSL3, une manipulation appropriée est critique pour prévenir les dommages induits par l'humidité pendant le refusion.

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant la date d'emballage.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur sac barrière à l'humidité (MBB), l'ambiance doit être ≤30°C et ≤60% HR.
• Durée de vie en atelier :Les composants exposés à l'air ambiant doivent être refondus par IR dans les 168 heures (7 jours).
• Stockage prolongé / Cuisson :Si le MBB est ouvert depuis plus de 168 heures, une cuisson à 60°C pendant au moins 48 heures est fortement recommandée avant le processus d'assemblage SMT pour éliminer l'humidité absorbée.

6.2 Formage des broches

• Le pliage doit être effectuéavantla soudure et à température ambiante.
• Le point de pliage doit être à au moins 3mm de la base de la lentille LED.
• Ne pas utiliser la base du cadre de broches comme point d'appui pour éviter de solliciter la fixation interne de la puce.
• Lors de l'insertion sur le PCB, utiliser la force de clinch minimale nécessaire.

6.3 Processus de soudure

• Maintenir un espace minimum de 2mm entre la base de la lentille/du support et le point de soudure.
• Éviter d'immerger la lentille ou le support dans la soudure.
• Ne pas appliquer de contrainte externe sur les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
• Soudure manuelle recommandée :Température du fer ≤ 350°C, temps de soudure ≤ 3 secondes par broche, appliqué à pas moins de 2mm de la base de l'ampoule en époxy. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois.
• Avertissement :Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou causer une défaillance catastrophique. La température maximale de soudure à la vague n'est pas équivalente à la température de déformation sous charge (HDT) du support.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est requis après soudure, utiliser des solvants à base d'alcool tels que l'alcool isopropylique (IPA). Éviter les produits chimiques agressifs qui pourraient endommager le boîtier plastique ou la lentille.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Circuits d'application typiques

Cette LED est généralement pilotée par une source de courant constant ou, plus communément, par une résistance limitatrice de courant en série avec une alimentation en tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF) / IF. En utilisant la VF typique de 2.1V et un IF de 20mA avec une alimentation de 5V : R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms serait appropriée, dissipant P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06W.

7.2 Considérations de conception

• Contrôle du courant :Toujours utiliser un dispositif de limitation de courant. Une connexion directe à une source de tension provoquera un courant excessif et une défaillance immédiate.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (52mW max), assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des broches aide à dissiper la chaleur, en particulier dans les applications à température ambiante élevée ou lors d'un fonctionnement proche du courant maximal.
• Conception visuelle :Le boîtier noir et la lentille diffusante sont conçus pour un bon contraste et un large angle de vision. Considérer l'angle de vision prévu lors du positionnement de la LED sur le PCB.
• Sélection de catégorie :Pour les applications nécessitant une luminosité uniforme ou une couleur précise, spécifier les catégories d'intensité (ex : Catégorie EF) et de longueur d'onde (ex : Catégorie 2) requises lors de l'approvisionnement.

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

8.1 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 le point littéralement le plus haut sur la courbe de sortie spectrale.La Longueur d'onde dominante (λd)est la longueur d'onde unique que l'œil humain perçoit comme étant la couleur, calculée à partir des coordonnées de couleur CIE. Pour une source monochromatique comme cette LED, elles sont souvent très proches (571nm vs 569nm typique). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

8.2 Puis-je piloter cette LED avec une alimentation 3.3V ?

Oui. En utilisant la VF typique de 2.1V à 20mA, une résistance série serait : R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohms. S'assurer que la puissance nominale de la résistance est suffisante (0.02^2 * 60 = 0.024W).

8.3 Pourquoi y a-t-il un courant direct de crête nominal beaucoup plus élevé que le courant continu nominal ?

Le courant de crête nominal de 60mA (sous impulsions courtes) permet de brèves périodes de suralimentation pour atteindre une luminosité très élevée pour des applications de stroboscope ou de multiplexage. Le faible rapport cyclique (≤10%) garantit que la puissance moyenne et la température de jonction ne dépassent pas les limites de sécurité. Pour un éclairage constant, ne jamais dépasser le courant continu nominal de 20mA.

8.4 Que signifie MSL3 pour mon processus d'assemblage ?

MSL3 indique que le composant peut absorber des niveaux d'humidité dommageables de l'air après l'ouverture de son sac scellé. Pour prévenir l'effet "pop-corn" (délaminage interne) pendant le processus de soudure par refusion à haute température, vous devez soit le souder dans les 168 heures suivant l'ouverture du sac, soit le cuire au préalable comme décrit dans la section 6.1.

9. Contexte technologique et tendances

9.1 Technologie AllnGaP

Cette LED utilise le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AllnGaP). Cette technologie est très efficace pour produire de la lumière dans le spectre ambre, jaune et jaune-vert (environ 570nm à 620nm). Elle offre une bonne efficacité lumineuse et une stabilité par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP filtré.

9.2 Tendances : Traversant vs. Montage en surface

Bien que les LED CMS (Composants Montés en Surface) dominent l'électronique moderne à grand volume pour leur taille et leur vitesse d'assemblage, les LED traversantes comme celle-ci restent pertinentes. Leurs principaux avantages incluent une résistance mécanique supérieure (résistante à la flexion de la carte), un prototypage et une réparation manuels plus faciles, et souvent une dissipation de puissance admissible plus élevée par boîtier grâce aux broches plus longues agissant comme dissipateurs thermiques. On les trouve couramment dans les commandes industrielles, les alimentations, les produits automobiles du marché secondaire et les dispositifs où la fiabilité sous vibration est critique.

9.3 Développement des LED indicateurs

La tendance pour les LED indicateurs continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par mA), permettant des courants de fonctionnement plus faibles et une réduction de la puissance du système. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence des couleurs entre les lots de production grâce à un tri avancé et des contrôles de processus plus stricts, comme en témoignent les tableaux de tri détaillés dans cette fiche technique. L'utilisation de lentilles diffusantes et de boîtiers améliorant le contraste, comme observé ici, améliore la lisibilité - un objectif de conception constant.