Fiche Technique LED Vue de Dessus Série 67-21 - Boîtier P-LCC-2 - Bleu 468nm - 20mA 3.2V - Angle de Vue 120°

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-21 représente une famille de LED Vue de Dessus logées dans un boîtier CMS compact P-LCC-2. Cette série est conçue pour offrir des performances fiables en tant qu'indicateur optique dans une large gamme d'applications électroniques. Le dispositif présente une fenêtre transparente incolore et un corps de boîtier blanc, ce qui contribue à son efficacité optique et à sa polyvalence esthétique.

La philosophie de conception centrale vise à fournir un large angle de vue, obtenu grâce à une géométrie de boîtier optimisée et à un réflecteur interne. Cette caractéristique rend la LED particulièrement adaptée aux applications utilisant des guides de lumière, où une distribution lumineuse uniforme est critique. De plus, le dispositif fonctionne à de faibles niveaux de courant, ce qui en fait un excellent choix pour les applications sensibles à la consommation, telles que les équipements portables et alimentés par batterie.

La série est disponible en plusieurs couleurs d'émission, notamment orange doux, vert, bleu et jaune, le modèle spécifique détaillé dans ce document étant une LED bleue utilisant une puce InGaN. Elle est entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement et les processus standards de soudage par refusion en phase vapeur, supportant ainsi la fabrication en grande série. Le produit est sans plomb et conforme aux normes RoHS.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. Le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Dissipation de puissance (P_d) :110 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :1000 V. La sensibilité du dispositif aux décharges électrostatiques ; des procédures de manipulation appropriées sont requises.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage :Le dispositif peut supporter un soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant 10 secondes, ou un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire. Les tolérances sont appliquées comme indiqué.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 225 mcd à un maximum de 565 mcd, avec une tolérance typique de ±11%. Ceci définit la luminosité perçue de la LED.
• Angle de vue (2θ_1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête, indiquant un motif d'émission très large.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :468 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 464,5 nm à 476,5 nm, avec une tolérance de ±1 nm. Cette longueur d'onde correspond à la couleur perçue de la lumière.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :25 nm (typique). La largeur du spectre émis à la moitié de sa puissance maximale.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,70 V à 3,70 V à 20 mA, avec une tolérance de ±0,1 V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 μA à une tension inverse de 5V.

3. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence de la luminosité, de la couleur et des caractéristiques électriques, les LED sont triées en catégories. Le code spécifique du dispositif (par exemple, /B7C-AS2U1N/2T) incorpore ces codes de tri.

3.1 Tri par intensité lumineuse (Code CAT)

Les LED sont regroupées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA.

• S2 :225 - 285 mcd
• T1 :285 - 360 mcd
• T2 :360 - 450 mcd
• U1 :450 - 565 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante (Code HUE - Groupe A)

Pour les LED bleues, la longueur d'onde dominante est triée comme suit :

• A9 :464,5 - 467,5 nm
• A10 :467,5 - 470,5 nm
• A11 :470,5 - 473,5 nm
• A12 :473,5 - 476,5 nm

3.3 Tri par tension directe (Code REF - Groupe N)

Les LED sont également triées par leur chute de tension directe à 20 mA.

• 10 :2,70 - 2,90 V
• 11 :2,90 - 3,10 V
• 12 :3,10 - 3,30 V
• 13 :3,30 - 3,50 V
• 14 :3,50 - 3,70 V

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques de caractéristiques typiques donnent un aperçu du comportement de la LED dans différentes conditions.

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

Le graphique montre une relation non linéaire, typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant, commençant autour de 2,6V à très faible courant et atteignant environ 3,4V à 20mA. Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

L'intensité lumineuse augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. La courbe a tendance à s'aplatir à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la température de jonction et de la baisse d'efficacité. Cela souligne l'importance de piloter la LED à ou près de son courant recommandé (20mA) pour une efficacité optimale.

4.3 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

La puissance lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Le graphique montre qu'à la température de fonctionnement maximale de +85°C, la puissance peut être nettement inférieure qu'à 25°C. Cette dégradation thermique doit être prise en compte dans les applications à températures ambiantes élevées.

4.4 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme une émission bleue avec un pic autour de 468nm et une largeur de bande typique de 25nm. Le spectre est monochromatique, comme attendu d'une LED bleue à base d'InGaN.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire confirme visuellement le large angle de vue de 120°, montrant un motif d'émission de type Lambertien où l'intensité est assez uniforme sur un large angle avant de diminuer.

4.6 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. À mesure que la température augmente, le courant maximal sûr diminue pour éviter de dépasser la limite de dissipation de puissance de 110mW et assurer une fiabilité à long terme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier (P-LCC-2)

La LED est logée dans un boîtier CMS. Les dimensions clés incluent la taille du corps, l'espacement des broches et la hauteur totale. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm. Le boîtier est conçu pour la stabilité pendant le soudage par refusion et la compatibilité avec les bandes porteuses standard de 8mm.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou une teinte verte du côté cathode de la cavité de la puce. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse.

5.3 Empreinte PCB recommandée

Une conception de pastille qui s'adapte aux dimensions du boîtier et permet la formation correcte du cordon de soudure est recommandée. L'empreinte doit s'aligner sur le plot thermique (s'il est présent) et les plots électriques du boîtier pour assurer une connexion mécanique et électrique fiable.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est adapté au soudage par refusion en phase vapeur et infrarouge. Un profil standard sans plomb avec une température de pointe ne dépassant pas 260°C pendant une durée de 10 secondes est spécifié. Le temps au-dessus du liquidus (par exemple, 217°C) doit être contrôlé pour minimiser la contrainte thermique sur le composant.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être limitée à 350°C, et le temps de contact par broche ne doit pas dépasser 3 secondes. Utilisez un fer de faible puissance et évitez d'appliquer une contrainte mécanique sur le boîtier.

6.3 Sensibilité à l'humidité et stockage

Les LED sont emballées dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec un dessiccant pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion. Une fois le sac scellé ouvert, les composants doivent être utilisés dans un délai spécifié (par exemple, 168 heures à<30°C/60%HR) ou être reséchés selon les directives standard IPC/JEDEC.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée de 8mm de large. Les dimensions de la bobine et l'espacement des alvéoles sont standardisés pour la compatibilité avec les chargeurs automatisés. Les quantités standard chargées sont de 2000 pièces par bobine, avec des quantités minimales de commande de 250, 500, 1000 ou 2000 pièces disponibles.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'identification, y compris : le numéro de pièce (PN), le numéro de pièce client (CPN), la quantité (QTY), le numéro de lot, et les codes de tri spécifiques pour l'intensité lumineuse (CAT), la longueur d'onde dominante (HUE) et la tension directe (REF).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Électronique automobile :Rétroéclairage pour les instruments de tableau de bord, les interrupteurs et les panneaux de commande.
• Équipements de télécommunication :Indicateurs de statut et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et matériels de réseau.
• Électronique grand public :Indicateurs d'alimentation/statut, rétroéclairage pour écrans LCD, symboles et interrupteurs à membrane dans les appareils électroménagers, équipements audio/vidéo et périphériques informatiques.
• Indication générale :Toute application nécessitant un indicateur de statut lumineux, fiable et à faible consommation.

8.2 Considérations de conception pour guide de lumière

Le large angle de vue de 120° est un atout clé pour les applications avec guide de lumière. Pour une efficacité de couplage optimale :

• Positionnez la LED aussi près que possible de l'entrée du guide de lumière.
• Assurez-vous que le matériau du guide de lumière a une transmittance élevée et est conçu pour guider et disperser la lumière efficacement.
• Prenez en compte le diagramme de rayonnement de la LED lors de la conception de la géométrie de la surface d'entrée du guide.

8.3 Notes de conception de circuit

• Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série. Calculez sa valeur en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe de la LED (V_F - utilisez la valeur max pour la fiabilité), et du courant direct souhaité (I_F). Formule : R = (V_CC - V_F) / I_F.
• Pour une luminosité constante sur une plage de tensions d'alimentation ou de températures, envisagez d'utiliser un pilote à courant constant au lieu d'une simple résistance.
• Respectez les valeurs maximales absolues, en particulier pour la tension inverse. Intégrez une protection (par exemple, une diode en parallèle en polarité inverse) si le circuit est sujet à des pointes de tension ou à une connexion inversée.

9. Comparaison et différenciation technique

La série 67-21 se différencie sur le marché des LED indicateurs CMS grâce à plusieurs caractéristiques clés :

• Angle de vue supérieur :L'angle de vue de 120° est nettement plus large que celui de nombreuses LED CMS standard (qui peuvent être de 60-80°), offrant une visibilité plus uniforme depuis des perspectives hors axe, cruciale pour les indicateurs de panneau.
• Optimisée pour les guides de lumière :La conception du boîtier avec un réflecteur interne est spécifiquement adaptée pour coupler efficacement la lumière dans les guides lumineux, une exigence courante dans la conception moderne de produits industriels et grand public.
• Fonctionnement à faible courant :Sa spécification à 20mA (avec une bonne luminosité) la rend plus économe en énergie par rapport aux LED nécessitant des courants de pilotage plus élevés pour une puissance similaire, bénéficiant à l'autonomie de la batterie.
• Tri robuste :Le système de tri détaillé pour l'intensité, la longueur d'onde et la tension permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec des tolérances de performance serrées, garantissant la cohérence des produits finis, en particulier dans les réseaux multi-LED.

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

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la V_Fmax de 3,7V pour une conception prudente et un I_Fcible de 20mA : R = (5V - 3,7V) / 0,02A = 65 Ohms. La valeur standard la plus proche est 68 Ohms. Recalcul : I_F= (5V - 3,7V) / 68Ω ≈ 19,1 mA, ce qui est sûr et conforme aux spécifications. Vérifiez toujours le courant réel dans le circuit.

10.2 Puis-je piloter cette LED avec une alimentation de 3,3V ?

Oui, mais un calcul minutieux est nécessaire. En utilisant une V_Ftypique de 3,2V : R = (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohms. Cette valeur de résistance très faible rend le courant très sensible aux variations de V_Fet V_CC. Une légère baisse de V_CCou une augmentation de V_Fpourrait éteindre la LED. L'utilisation d'un pilote à courant constant est fortement recommandée pour les situations à faible marge de tension.

10.3 Pourquoi l'intensité lumineuse a-t-elle une plage aussi large (225-565 mcd) ?

C'est la plage totale possible sur toute la série de produits et toutes les catégories. Les LED individuelles sont triées en groupes spécifiques (S2, T1, T2, U1). Lors de la commande, vous spécifiez la catégorie d'intensité souhaitée (par exemple, U1 pour la luminosité la plus élevée) pour obtenir une plage beaucoup plus étroite (450-565 mcd). Cela permet une optimisation des coûts et un appariement des performances.

10.4 Comment la température affecte-t-elle les performances ?

Comme le montrent les courbes de performance, l'augmentation de la température ambiante réduit la puissance lumineuse (baisse d'efficacité) et augmente légèrement la tension directe. À haute température, le courant continu maximal autorisé diminue également. Pour les applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées (par exemple, à l'intérieur d'un tableau de bord automobile), la conception doit être basée sur les données de performance à la température de fonctionnement prévue, et pas seulement à 25°C.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

11.1 Conception d'un panneau indicateur de statut multi-LED

Scénario :Un panneau de commande nécessite 10 indicateurs de statut bleus. Une luminosité et une couleur uniformes sont critiques pour l'expérience utilisateur.

Mise en œuvre :

1. Sélection du tri :Spécifiez la même catégorie d'intensité (par exemple, T2 : 360-450 mcd) et la même catégorie de longueur d'onde dominante (par exemple, A10 : 467,5-470,5 nm) pour les 10 LED afin d'assurer une cohérence visuelle.
2. Conception du circuit :Utilisez une alimentation de 12V. Pour piloter 10 LED en parallèle avec des résistances individuelles : Calculez la résistance pour V_Fmax=3,7V, I_F=20mA. R = (12V - 3,7V) / 0,02A = 415 Ohms. Utilisez 430 Ohms (valeur standard). Puissance par résistance : P = I²R = (0,02)²* 430 = 0,172W. Utilisez des résistances de 1/4W. Courant total de l'alimentation : 10 * 20mA = 200mA.
3. Conception du PCB :Placez les LED avec une orientation cohérente. Assurez-vous que le marqueur de cathode sur la sérigraphie du PCB correspond au boîtier de la LED. Prévoyez suffisamment de cuivre pour les pistes d'alimentation communes transportant 200mA.
4. Guide de lumière :Si vous utilisez des guides de lumière, modélisez l'entrée du guide pour capturer le cône d'émission de 120° de la LED. Utilisez du PC ou de l'acrylique de qualité optique.

12. Introduction au principe de fonctionnement

La LED de la série 67-21 est une source de lumière à semi-conducteur basée sur une jonction p-n. La région active utilise un matériau semi-conducteur composé de nitrure de gallium-indium (InGaN), qui est épitaxié sur un substrat. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans un semi-conducteur à bande interdite directe comme l'InGaN, cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise, dans ce cas le bleu (~468 nm), est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau InGaN, qui peut être ajustée en variant la teneur en indium pendant la croissance cristalline. La lumière générée est ensuite extraite à travers le dôme en époxy transparent incolore du boîtier, qui agit également comme une lentille, et le réflecteur interne aide à diriger la lumière dans un motif d'émission large.

13. Tendances et contexte technologiques

Les LED en boîtiers P-LCC et CMS similaires représentent le courant dominant pour les applications d'indication, ayant largement remplacé les LED traversantes dans l'électronique moderne en raison de leur compatibilité avec l'assemblage automatisé et leur empreinte plus petite. La tendance dans ce segment va vers :

• Une efficacité plus élevée :Amélioration du rendement lumens-par-watt, permettant une luminosité adéquate à des courants de pilotage encore plus faibles, réduisant davantage la consommation d'énergie.
• Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers (par exemple, de 0603 à 0402 métrique) tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.
• Contrôle optique amélioré :Conceptions de boîtiers plus sophistiquées avec des lentilles, des réflecteurs et des diffuseurs intégrés pour produire des motifs de faisceau spécifiques (ultra-large, vue latérale, focalisé) directement depuis le boîtier, réduisant le besoin d'optiques secondaires.
• Gamme de couleurs plus large et stabilité :Des tolérances de tri plus serrées et une technologie de phosphore améliorée (pour les LED blanches) assurent des points de couleur cohérents entre les lots de production et sur la durée de vie du dispositif.
• Fiabilité et robustesse améliorées :Matériaux et techniques d'emballage améliorés pour résister à des températures de soudage plus élevées, à des conditions environnementales plus sévères et offrir une meilleure protection contre les décharges électrostatiques.

La série 67-21, avec son accent sur l'angle de vue large et la compatibilité avec les guides de lumière, s'aligne bien avec la tendance d'intégration d'indicateurs discrets dans des conceptions de produits modernes et élégantes où la source lumineuse elle-même est souvent cachée de la vue directe.