Fiche Technique LED Vue de Dessus Boîtier P-LCC-2 - Rouge Brillant - 20mA - 120mW - Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED montée en surface, vue de dessus, utilisant un boîtier P-LCC-2. Le composant est conçu avec un corps blanc et une fenêtre transparente incolore, offrant un large angle de vision idéal pour les applications d'indication. Il est conçu pour être compatible avec les procédés d'assemblage modernes, y compris la refusion en phase vapeur, la refusion infrarouge et la soudure à la vague, et convient à une utilisation avec des équipements de placement automatique. Le produit est fourni sur bande de 8 mm et bobine et est conforme aux exigences sans plomb et RoHS.

L'application principale de cette série de LED est celle d'indicateur optique. Son large angle de vision et son couplage lumineux optimisé, obtenu grâce à une conception de réflecteur interne, la rendent particulièrement adaptée à une utilisation avec des guides de lumière. Sa faible exigence en courant direct en fait également un excellent choix pour les appareils électroniques portables alimentés par batterie ou sensibles à la consommation d'énergie.

2. Paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Le composant ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites, sous peine d'endommagement permanent.

• Tension inverse (V_R) :5 V
• Courant direct continu (I_F) :50 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA (Rapport cyclique 1/10, 1 kHz)
• Puissance dissipée (P_d) :120 mW
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :2000 V
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C
• Température de soudure (T_sol) :Refusion : 260°C pendant 10 sec ; Manuelle : 350°C pendant 3 sec.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (T_a= 25°C)

Paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (I_v) :360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• Angle de vision (2θ_1/2) :120° (I_F= 20mA)
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632 nm (I_F= 20mA)
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (I_F= 20mA)
• Tension directe (V_F) :1,75 - 2,35 V (I_F= 20mA)
• Courant inverse (I_R) :10 μA Max (V_R= 5V)

Notes :Les tolérances sont spécifiées à ±11% pour l'intensité lumineuse, ±1nm pour la longueur d'onde dominante et ±0,1V pour la tension directe.

3. Système de tri

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les composants sont triés en catégories (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les catégories sont définies par un code (ex. : T2, U1) avec des valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse à I_F=20mA.

• T2 :360 - 450 mcd
• U1 :450 - 565 mcd
• U2 :565 - 715 mcd
• V1 :715 - 900 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est regroupée pour contrôler la teinte perçue (nuance) de la lumière rouge.

• Groupe F, Code FF1 :621 - 626 nm
• Groupe F, Code FF2 :626 - 631 nm

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée pour faciliter la conception de circuits de régulation de courant.

• Groupe B, Code 0 :1,75 - 1,95 V
• Groupe B, Code 1 :1,95 - 2,15 V
• Groupe B, Code 2 :2,15 - 2,35 V

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

La courbe montre comment le flux lumineux augmente avec le courant direct. Elle est typiquement non linéaire, l'efficacité pouvant diminuer à des courants très élevés. Les concepteurs doivent choisir un point de fonctionnement qui équilibre la luminosité, la consommation d'énergie et la durée de vie du composant.

4.2 Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante

Cette courbe démontre le déclassement thermique du flux lumineux. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Pour les applications à températures ambiantes élevées, ce déclassement doit être pris en compte pour garantir une luminosité suffisante.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V est caractéristique d'une diode. La tension directe présente un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température augmente pour un courant donné.

4.4 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme la nature monochromatique de la lumière, centrée autour de la longueur d'onde de crête de 632 nm, qui se situe dans la région du rouge brillant du spectre visible. La bande passante étroite indique une bonne pureté de couleur.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire illustre le large angle de vision de 120°, montrant une émission quasi lambertienne. Cela confirme l'aptitude du composant pour les applications nécessitant une large visibilité.

4.6 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, le courant doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus d'une certaine température (généralement à partir d'environ 60-70°C).

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier P-LCC-2 a des contours mécaniques et un agencement de pastilles spécifiques. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que l'emplacement de la marque d'identification de la cathode. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. Les concepteurs doivent se référer au dessin coté détaillé pour la création de l'empreinte sur le PCB.

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 un coin coupé. L'orientation correcte est cruciale pour le fonctionnement du circuit.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le composant est spécifié pour une température de refusion maximale de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Les profils standard IPC/JEDEC J-STD-020 pour l'assemblage sans plomb sont applicables. Un contrôle précis du temps au-dessus du liquidus est nécessaire pour éviter les dommages thermiques au boîtier en époxy.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact par borne doit être limité à 3 secondes ou moins.

6.3 Sensibilité à l'humidité et stockage

Le produit est expédié dans un emballage résistant à l'humidité (sachet aluminium avec dessiccant). Une fois le sachet scellé ouvert, les composants doivent être utilisés dans un délai spécifié (non explicitement indiqué, mais la pratique standard est de 168 heures pour le Niveau 3 à ≤30°C/60%HR) ou être séchés selon les procédures standard avant refusion pour éviter l'effet "pop-corn".

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse de 8 mm. Les quantités standard par bobine sont de 2000 pièces. D'autres quantités minimales par bobine incluent 250, 500 et 1000 pièces. Les dimensions détaillées de la bande porteuse et de la bobine sont fournies pour la configuration des équipements de manutention automatisée.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes :

• CAT :Correspond au code de tri par intensité lumineuse (ex. : V1).
• HUE :Correspond au code de tri par longueur d'onde dominante (ex. : FF1).
• REF :Correspond au code de tri par tension directe (ex. : 1).

Ces codes permettent la traçabilité et la sélection de grades de performance spécifiques.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage pour touches ou affichages dans les téléphones, télécopieurs et routeurs.
• Électronique grand public :Indicateurs d'alimentation, de mise en sourdine ou de connectivité dans les équipements audio/vidéo, ordinateurs et périphériques.
• Contrôles industriels :Indicateurs de panneau pour l'état des machines, les alertes de défaut ou les modes opératoires.
• Applications avec guide de lumière :Le large angle de vision et le couplage optimisé le rendent idéal pour une utilisation avec des guides de lumière moulés pour transférer la lumière du PCB vers un panneau avant ou un affichage.
• Indication à usage général :Toute application nécessitant un indicateur visuel lumineux, fiable et à faible consommation.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à une valeur sûre, typiquement 20mA pour une luminosité standard, sans dépasser le maximum absolu de 50mA.
• Gestion thermique :Dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés, assurez-vous d'avoir suffisamment de cuivre sur le PCB ou d'autres moyens de dissipation thermique pour maintenir la température de jonction dans les limites, en vous référant à la courbe de déclassement.
• Protection ESD :Bien que spécifié pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation.
• Conception optique :Pour les applications avec guide de lumière, considérez le diagramme de rayonnement de la LED et la conception du point d'entrée du guide de lumière pour maximiser l'efficacité de couplage.

9. Fiabilité et assurance qualité

Le produit subit une série complète de tests de fiabilité réalisés avec un niveau de confiance de 90% et un LTPD de 10%. Les éléments et conditions de test incluent :

• Résistance à la soudure par refusion :260°C ±5°C pendant au moins 10 secondes.
• Cyclage thermique :300 cycles entre -40°C et +100°C.
• Choc thermique :300 cycles entre -10°C et +100°C.
• Stockage à haute et basse température :1000 heures respectivement à +100°C et -40°C.
• Durée de vie en fonctionnement continu :1000 heures à 20mA, 25°C.
• Haute température/Haute humidité (85/85) :1000 heures à 85°C et 85% d'humidité relative.

Ces tests valident la robustesse du composant face aux contraintes environnementales et opérationnelles typiques rencontrées dans les produits électroniques.

10. Comparaison et différenciation technique

Cette LED P-LCC-2 se différencie dans plusieurs domaines clés pertinents pour les applications d'indication. Comparée aux LED à puce plus simples, le boîtier P-LCC moulé offre une protection mécanique supérieure, une manipulation plus facile pour les machines de placement et une interface optique plus cohérente. Le large angle de vision de 120 degrés est un avantage significatif par rapport aux LED à angle plus étroit lorsque la visibilité hors axe est requise. L'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP pour la puce rouge offre une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, ce qui se traduit par une lumière rouge plus brillante et plus uniforme. Le système de tri complet pour l'intensité, la longueur d'onde et la tension permet un appariement plus précis de la couleur et de la luminosité dans les produits finis, ce qui est crucial pour les panneaux à indicateurs multiples ou les applications esthétiques.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

11.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

La condition de test standard et le courant d'application typique est de 20mA. Cela offre un bon équilibre entre luminosité et efficacité. Le composant peut fonctionner jusqu'à son maximum absolu de 50mA, mais cela générera plus de chaleur et réduira la fiabilité à long terme, sauf si une gestion thermique appropriée est mise en œuvre.

11.2 Comment interpréter les codes de tri sur l'étiquette ?

Le code CAT (ex. : V1) indique la plage d'intensité lumineuse. Le code HUE (ex. : FF1) indique la plage de longueur d'onde dominante, contrôlant la nuance exacte de rouge. Le code REF (ex. : 1) indique la plage de tension directe. Pour une performance cohérente entre plusieurs unités dans un assemblage, spécifiez ou demandez des composants avec les mêmes codes de tri.

11.3 Puis-je utiliser cette LED sans résistance de limitation de courant ?

No.Les LED sont des dispositifs à commande de courant. En connecter une directement à une source de tension provoquera un courant excessif, risquant de détruire la LED instantanément. Une résistance en série ou un circuit à courant constant actif est obligatoire.

11.4 Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

La plage de température de fonctionnement s'étend de -40°C à +85°C, ce qui couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, une exposition prolongée directe aux UV du soleil et aux intempéries (pluie, humidité) n'est pas spécifiée. Pour une utilisation en extérieur, la LED doit être placée derrière une lentille ou un couvercle protecteur, et l'ensemble complet doit être correctement étanche et spécifié pour une exposition environnementale.

12. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un commutateur réseau avec 24 ports, chacun nécessitant une LED rouge pour lien/activité. Les LED doivent être visibles sous un large angle, uniformes en couleur et en luminosité, et la conception doit être économe en énergie.

Mise en œuvre :

1. Sélection du composant :Cette LED rouge brillant P-LCC-2 est choisie pour son large angle de vision de 120°, son faible courant de commande de 20mA et sa disponibilité dans des catégories de performance serrées.
2. Conception du circuit :Chaque LED est commandée par une broche GPIO d'un microcontrôleur via une résistance série de 100Ω (calculée pour une alimentation de 3,3V et un V_Ftypique de 2,0V, résultant en ~13mA). C'est en dessous du point de test de 20mA mais fournit une luminosité suffisante tout en économisant l'énergie.
3. Implantation PCB :Les LED sont placées en grille. L'empreinte PCB recommandée de la fiche technique est utilisée. Une petite zone d'exclusion sous la LED est maintenue pour éviter la remontée de soudure.
4. Conception optique :Un réseau de guides de lumière moulés sur mesure est conçu pour canaliser la lumière de chaque LED SMD sur le PCB vers des fenêtres transparentes individuelles sur le cadre avant. Le large angle de vision de la LED assure un couplage efficace dans le guide de lumière.
5. Tri :Pour garantir une apparence uniforme, des LED d'une même catégorie d'intensité lumineuse (ex. : U2) et d'une même catégorie de longueur d'onde dominante (ex. : FF1) sont spécifiées dans le bon de commande.
6. Considération thermique :Avec 24 LED potentiellement allumées simultanément, la puissance totale est faible (~0,75W). Aucune gestion thermique spéciale n'est nécessaire sur le PCB.

Ce cas met en évidence comment les spécifications de la LED informent et permettent directement une conception réussie et industrialisable.

13. Principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Son cœur est une puce fabriquée à partir de couches épitaxiales de Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP) déposées sur un substrat. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de conduction de la diode (environ 1,8V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction p-n. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge brillant autour de 632 nm. La lumière générée est ensuite extraite à travers la surface de la puce, façonnée et dirigée par le réflecteur interne et la lentille en époxy transparent du boîtier P-LCC pour obtenir l'angle de vision large souhaité.

14. Tendances technologiques

Le marché des LED indicateurs continue d'évoluer. Les tendances générales incluent la recherche d'une efficacité lumineuse encore plus élevée (plus de flux lumineux par watt d'entrée électrique), permettant des indicateurs plus brillants à des courants plus faibles pour une meilleure efficacité énergétique dans les appareils portables et IoT. Il y a également une tendance à la miniaturisation, avec des boîtiers plus petits que le P-LCC-2 devenant courants pour les applications à espace limité. L'amélioration de la fiabilité sous des profils de refusion à température plus élevée est un autre domaine d'intérêt, en phase avec les procédés d'assemblage PCB avancés. De plus, l'intégration d'électronique de contrôle, comme des pilotes à courant constant ou même une logique simple, directement dans le boîtier LED ("LED intelligentes") est une tendance croissante, simplifiant la conception de circuits pour l'utilisateur final. Bien que ce composant particulier représente une technologie mature et fiable, ces développements continus en matière de matériaux, de conditionnement et d'intégration façonnent le paysage futur des composants d'indication.