Fiche technique LED Bleue P-LCC-2 - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension directe 2.7-3.5V - Intensité lumineuse jusqu'à 285mcd - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED pour montage en surface (CMS) en boîtier P-LCC-2. La fonction principale de ce composant est de servir d'indicateur optique ou de source de rétroéclairage. Ses principaux avantages découlent de son boîtier blanc compact avec une fenêtre transparente incolore, qui facilite un large angle de vision de 120 degrés. Cette conception, dotée d'un réflecteur interne optimisé pour le couplage de la lumière, la rend particulièrement adaptée aux applications de guides de lumière et de conduits lumineux. Les marchés cibles incluent les équipements de télécommunications (pour les indicateurs dans les téléphones/télécopieurs), l'électronique grand public pour le rétroéclairage d'écrans LCD, l'éclairage de commutateurs et les utilisations générales comme indicateur où une émission de lumière fiable et constante est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif est conçu pour fonctionner de manière fiable dans les limites absolues suivantes, au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. La tension inverse maximale (V_R) est de 5V. Le courant direct continu (I_F) ne doit pas dépasser 25mA, tandis qu'un courant direct de crête (I_FP) de 100mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 95mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). Sa plage de température de fonctionnement (T_opr) est de -40°C à +85°C, et il peut être stocké (T_stg) entre -40°C et +90°C. Les limites de température de soudure sont définies pour le refusion (260°C pendant 10 secondes) et la soudure manuelle (350°C pendant 3 secondes).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de I_F = 20mA et à une température ambiante (T_a) de 25°C. L'intensité lumineuse (I_V) a une plage typique, avec un minimum de 90 millicandelas (mcd) et un maximum de 285 mcd, comme défini par le système de classement. La longueur d'onde dominante (λ_d) pour la variante bleue est spécifiée entre 464 nm et 472 nm, avec une longueur d'onde de crête typique (λ_p) autour de 468 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est typiquement de 25 nm. La tension directe (V_F) nécessaire pour alimenter la LED à 20mA varie d'un minimum de 2,70V à un maximum de 3,50V. Les tolérances sont indiquées : ±11% pour l'intensité lumineuse, ±0,1V pour la tension directe et ±1nm pour la longueur d'onde de crête.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres de performance clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

La puissance lumineuse est classée en cinq catégories (Q2, R1, R2, S1, S2), avec des valeurs minimales allant de 90 mcd (Q2) à 225 mcd (S2) et des valeurs maximales de 112 mcd (Q2) à 285 mcd (S2), toutes mesurées à I_F=20mA.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur bleue (Groupe F) est subdivisée en quatre classes de longueur d'onde : AA1 (464-466 nm), AA2 (466-468 nm), AA3 (468-470 nm) et AA4 (470-472 nm). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des points de couleur très spécifiques.

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est classée en quatre groupes (10, 11, 12, 13) dans la plage globale de 2,70V à 3,50V, chaque classe couvrant un intervalle de 0,2V (par exemple, Classe 10 : 2,70-2,90V). Ceci est crucial pour concevoir des circuits de limitation de courant efficaces et garantir une luminosité uniforme dans les réseaux à plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que la puissance lumineuse augmente avec le courant direct, mais pas de manière linéaire. Elle aide les concepteurs à comprendre le compromis d'efficacité lors de l'alimentation de la LED au-dessus ou en dessous du standard de 20mA.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe est essentielle pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température, car elle indique la dégradation nécessaire pour maintenir les performances et la longévité.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe et garantir la fiabilité, le courant doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus de 25°C.

4.4 Courant direct en fonction de la tension directe

La courbe IV représente la relation exponentielle entre le courant et la tension, ce qui est fondamental pour choisir la topologie d'alimentation appropriée (courant constant vs. basée sur une résistance).

4.5 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme l'émission de lumière bleue monochromatique centrée autour de 468 nm avec une largeur de bande définie, importante pour les applications sensibles à la couleur.

4.6 Diagramme de rayonnement

Ce diagramme polaire confirme visuellement le motif d'émission large, de type lambertien, avec un angle de vision de 120°, montrant comment l'intensité lumineuse se distribue spatialement.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier P-LCC-2 a un encombrement compact. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 3,2 mm de longueur et 2,8 mm de largeur, pour une hauteur de 1,9 mm. La cathode est identifiée par une encoche ou un marquage vert sur le boîtier. Des dessins détaillés spécifient les recommandations de disposition des pastilles pour la conception du PCB, y compris le motif de pastille et les définitions du masque de soudure, avec des tolérances standard de ±0,1 mm sauf indication contraire.

5.2 Dimensions de la bobine et de la bande

Le composant est fourni sur une bande porteuse de 8 mm pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Les dimensions de la bobine et les spécifications des alvéoles de la bande sont fournies pour garantir la compatibilité avec les équipements CMS standard. Chaque bobine contient 2000 pièces.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La LED est compatible avec les procédés de refusion en phase vapeur, refusion infrarouge et soudure à la vague. Le paramètre critique pour la soudure par refusion est une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Pour la soudure manuelle, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par pastille. Il est crucial d'éviter toute contrainte mécanique sur le boîtier pendant et après la soudure. Le dispositif est classé sans plomb et conforme à la directive RoHS.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont conditionnées dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec un dessiccant pour les protéger de l'humidité pendant le stockage et le transport, car ce sont des dispositifs sensibles à l'humidité (MSD). L'étiquette produit sur la bobine comprend des codes pour le classement d'intensité lumineuse (CAT), le classement de longueur d'onde dominante (HUE) et le classement de tension directe (REF), qui correspondent directement aux informations de classement. Le numéro de pièce 67-11/BHC-FQ2S1F/2T encode ces sélections de classe (par exemple, F pour le groupe de longueur d'onde, Q2/S1 pour l'intensité, etc.).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Idéal pour les voyants d'alimentation, de connectivité ou d'état de fonction dans l'électronique grand public, les dispositifs de télécom et les panneaux industriels.
• Rétroéclairage :Adapté au rétroéclairage par les bords ou direct de petits écrans LCD, des symboles de clavier ou des commutateurs à membrane.
• Guides de lumière / Conduits lumineux :Le large angle de vision et le boîtier transparent en font une excellente source ponctuelle pour les conduits lumineux en plastique qui canalisent la lumière vers un panneau avant.
• Éclairage général :Peut être utilisé en réseaux pour un éclairage décoratif ou fonctionnel de faible niveau.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour fixer le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation et de la V_F maximale de la classe (par exemple, 3,5V) pour garantir que le courant ne dépasse jamais 25mA dans les pires conditions.
• Gestion thermique :Pour un fonctionnement continu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal, envisagez un dégagement thermique sur le PCB et évitez de placer d'autres sources de chaleur à proximité. Respectez la courbe de déclassement du courant.
• Conception optique :Tirez parti de l'angle de vision de 120°. Pour les applications de conduits lumineux, assurez-vous que le matériau et la géométrie du conduit sont conçus pour capturer et transmettre efficacement ce large motif d'émission.
• Protection ESD :Bien que le dispositif dispose d'une protection ESD intégrée (2000V HBM), il est toujours recommandé de mettre en œuvre les précautions ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage.

9. Comparaison technique

Comparé aux anciens boîtiers de LED comme les types traversants de 5mm, cette LED CMS P-LCC-2 offre des avantages significatifs : un encombrement beaucoup plus petit permettant des conceptions à plus haute densité, une compatibilité avec l'assemblage entièrement automatisé réduisant les coûts, et un profil plus bas pour des produits finaux plus minces. Son large angle de vision est un différenciateur clé par rapport aux LED CMS à angle plus étroit, la rendant supérieure pour les applications nécessitant une visibilité sous des angles hors axe sans optique secondaire. La structure de classement définie offre un contrôle de performance plus strict que les LED non classées, garantissant la cohérence de la couleur et de la luminosité dans les séries de production.

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

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

R : Non. La tension directe n'est que de 2,7-3,5V. La connecter directement à 5V provoquerait un courant excessif, détruisant la LED. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une V_F typique de 3,2V, pour viser I_F=20mA, il faut une résistance de (5V - 3,2V) / 0,02A = 90Ω.

Q : Pourquoi y a-t-il une si grande plage d'intensité lumineuse (90 à 285 mcd) ?

R : Cette plage représente l'étendue totale sur toutes les classes de production. En spécifiant une classe particulière (par exemple, S1 : 180-225 mcd) lors de la commande, vous pouvez garantir des LED dans une plage de luminosité beaucoup plus étroite pour votre application.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement à 20mA ou moins dans la plage de température spécifiée, un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas nécessaire pour une seule LED. Cependant, la gestion thermique via les pastilles de cuivre du PCB devient importante pour les réseaux ou un fonctionnement à des températures ambiantes élevées.

Q : Comment identifier la cathode ?

R : La cathode est marquée sur le boîtier. Reportez-vous au dessin des dimensions du boîtier qui montre la caractéristique d'identification (généralement un point vert ou une encoche du côté cathode).

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Le panneau a quatre icônes (Alimentation, Internet, Wi-Fi, Ethernet) qui doivent être éclairées par l'arrière à l'aide de conduits lumineux. Le concepteur sélectionne cette LED bleue P-LCC-2. Il choisit la classe S1 pour l'intensité afin d'assurer une luminosité adéquate et la classe AA2 pour la longueur d'onde pour obtenir une teinte bleue cohérente. Sur le PCB, quatre LED sont placées directement sous les points d'entrée des conduits lumineux moulés. Un courant constant de 18mA est choisi (légèrement en dessous du maximum de 20mA pour la marge) en utilisant un calcul simple de résistance basé sur la ligne d'alimentation système de 3,3V et la V_F maximale de la classe de tension sélectionnée. Le large angle de vision de 120° assure un couplage efficace de la lumière dans le conduit lumineux, fournissant un éclairage uniforme sur l'icône avec une bonne visibilité hors axe. Le boîtier CMS permet une disposition compacte du PCB et un assemblage automatisé.

12. Introduction au principe

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du matériau semi-conducteur. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le bleu. La lumière générée dans la puce est ensuite extraite à travers le boîtier. La résine époxy transparente incolore agit comme une lentille, et la structure de réflecteur interne (mentionnée comme \"réflecteur interne\") aide à diriger davantage de la lumière générée en interne hors du dessus du boîtier, améliorant l'efficacité et créant le large angle de vision.

13. Tendances de développement

La tendance pour les LED indicatrices comme celle-ci continue vers une efficacité plus élevée (plus de puissance lumineuse par mA de courant), ce qui réduit la consommation d'énergie et la génération de chaleur. Les tailles de boîtier rétrécissent également davantage, permettant une électronique encore plus miniaturisée. L'accent est de plus en plus mis sur un classement plus strict et une meilleure cohérence des couleurs pour répondre aux exigences d'applications comme l'électronique grand public où l'apparence uniforme est critique. De plus, l'intégration de l'électronique de commande ou des fonctionnalités de protection directement dans le boîtier de la LED est un domaine de développement en cours pour simplifier la conception des circuits pour les utilisateurs finaux. La technologie InGaN sous-jacente pour les LED bleues est mature mais continue d'être affinée pour améliorer la fiabilité et les performances à des températures extrêmes.