Fiche Technique Série LED Top View 45-21 - Boîtier P-LCC-2 - Tension Directe 1,75-2,35V - Courant Max 50mA - Couleur Rouge Brillant - Français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 45-21 représente une famille de LED Top View logées dans un boîtier CMS compact P-LCC-2 (Porteur de Puce à Broches Plastique). Ce composant est conçu principalement comme indicateur optique, avec une fenêtre transparente incolore et un corps de boîtier blanc qui améliore la réflexion et la diffusion de la lumière. Son avantage de conception fondamental réside dans l'angle de vision large, obtenu grâce à une conception optimisée de réflecteur interne au sein du boîtier. Cette caractéristique le rend particulièrement adapté aux applications utilisant des guides de lumière, où un couplage lumineux efficace entre la source LED et le guide est critique. La série est disponible en plusieurs couleurs, dont la variante Rouge Brillant détaillée dans ce document, qui utilise la technologie semi-conductrice AlGaInP.

Un avantage opérationnel clé est sa faible exigence en courant. Avec un courant direct typique de 20mA pour un fonctionnement standard, il est idéal pour les applications sensibles à la consommation, telles que les équipements portables et alimentés par batterie. Le composant est conçu pour être compatible avec les procédés de fabrication modernes à grand volume, étant adapté au refusion en phase vapeur, au refusion infrarouge et à la soudure à la vague. Il est également compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement et est fourni sur bande de 8mm et bobine pour un assemblage efficace. Le produit est fabriqué avec des matériaux sans plomb et conforme aux réglementations environnementales pertinentes.

1.1 Avantages fondamentaux et marché cible

Les principaux avantages de cette série de LED découlent de la géométrie de son boîtier et du choix des matériaux. L'angle de vision large (typiquement 120 degrés) assure une visibilité depuis un large éventail de positions, ce qui est essentiel pour les indicateurs d'état sur l'électronique grand public, les panneaux industriels et les dispositifs de communication. L'efficacité de couplage lumineux optimisée se traduit directement par une luminosité perçue plus élevée lorsqu'elle est utilisée avec des guides de lumière, réduisant le besoin de courants d'alimentation plus élevés et économisant de l'énergie.

Le marché cible est vaste, englobant les télécommunications (pour l'indication et le rétroéclairage dans les téléphones et télécopieurs), l'électronique grand public, les contrôles industriels et les intérieurs automobiles. Sa fiabilité et sa compatibilité avec les processus automatisés en font un choix rentable pour la production à grand volume. La faible consommation d'énergie cible spécifiquement le segment de l'électronique portable, où l'extension de l'autonomie de la batterie est une considération de conception primordiale.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques qui définissent les limites de performance de la LED et guident la conception correcte du circuit.

2.1 Valeurs limites absolues

Les Valeurs Limites Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F) :50mA continu. Le courant continu ne doit pas dépasser cette limite.
• Courant direct de crête (I_FP) :100mA, permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1kHz). Cela permet de brèves périodes de luminosité plus élevée.
• Dissipation de puissance (P_d) :120mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser sa limite thermique.
• Décharge électrostatique (ESD) :2000V (Modèle du Corps Humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires pendant l'assemblage.
• Température de fonctionnement & stockage :S'étend de -40°C à +85°C (fonctionnement) et de -40°C à +90°C (stockage).
• Température de soudure :Résiste à 260°C pendant 10 secondes (refusion) ou 350°C pendant 3 secondes (soudure manuelle).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température de jonction (T_j) de 25°C sous un courant de test standard de 20mA. Ils représentent la performance typique.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend de 450 mcd (min) à 900 mcd (max), avec une tolérance typique de ±11%. C'est la mesure principale de la luminosité perçue.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale maximale.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 617,5 nm à 633,5 nm, avec une tolérance de ±1nm. Cette longueur d'onde correspond à la couleur perçue (Rouge Brillant).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale de la lumière rouge émise.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 1,75V à 2,35V à 20mA, avec une tolérance typique de ±0,1V. Ceci est critique pour la conception de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 µA sous une polarisation inverse de 5V, indiquant une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de classement en bacs

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance. Les concepteurs peuvent spécifier des bacs pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité dans une application.

3.1 Classement en bacs d'intensité lumineuse

L'intensité est catégorisée en trois bacs principaux (U1, U2, V1) basés sur les valeurs minimales et maximales mesurées à I_F=20mA. Par exemple, le bac U1 couvre 450-565 mcd, U2 couvre 565-715 mcd, et V1 couvre 715-900 mcd. Sélectionner un bac supérieur (ex. V1) garantit une luminosité minimale plus élevée.

3.2 Classement en bacs de longueur d'onde dominante

La couleur Rouge Brillant est regroupée sous 'Groupe A' et subdivisée en quatre bacs de longueur d'onde : E4 (617,5-621,5 nm), E5 (621,5-625,5 nm), E6 (625,5-629,5 nm), et E7 (629,5-633,5 nm). Une sélection de bac plus serrée (ex. spécifier uniquement E5) assure une teinte de rouge plus cohérente sur toutes les LED d'un assemblage.

3.3 Classement en bacs de tension directe

La tension directe est regroupée sous 'Groupe B' avec trois bacs : 0 (1,75-1,95V), 1 (1,95-2,15V), et 2 (2,15-2,35V). Bien que souvent moins critique que la couleur et la luminosité pour les indicateurs, spécifier un bac de tension peut être important pour la conception de l'alimentation dans de grands réseaux ou lors de l'alimentation de LED en parallèle sans résistances individuelles.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques fournies offrent des informations précieuses sur le comportement de la LED dans des conditions variables.

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

La courbe montre la relation exponentielle typique d'une diode. À 25°C, la tension augmente fortement avec le courant une fois le seuil d'allumage dépassé. Cette non-linéarité souligne la nécessité d'utiliser une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant, car un petit changement de tension peut provoquer un changement important, potentiellement dommageable, du courant.

4.2 Intensité lumineuse relative vs Courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse augmente approximativement de manière linéaire avec le courant sur une plage, mais finira par saturer à des courants plus élevés en raison d'effets thermiques et d'efficacité. Fonctionner au courant recommandé de 20mA offre un bon équilibre entre luminosité et efficacité.

4.3 Intensité lumineuse relative vs Température ambiante

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe de déclassement est cruciale pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée. Les concepteurs doivent tenir compte de cette réduction pour garantir qu'une luminosité suffisante est maintenue dans toutes les conditions de fonctionnement.

4.4 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme la nature monochromatique de la LED AlGaInP, avec un seul pic étroit centré autour de 632 nm, produisant une couleur Rouge Brillant saturée sans émission significative dans d'autres bandes de longueur d'onde.

4.5 Diagramme de rayonnement (Diagramme polaire)

Le diagramme confirme visuellement le diagramme d'émission large, de type Lambertien. L'intensité est presque uniforme sur une large région centrale, diminuant progressivement vers les bords, ce qui est idéal pour une vision grand angle.

5. Informations mécaniques & de conditionnement

5.1 Schéma et dimensions du boîtier

Le boîtier P-LCC-2 a un encombrement compact. Les dimensions critiques incluent la longueur, largeur et hauteur globales, ainsi que l'espacement et la taille des broches. Un indicateur de polarité (typiquement une encoche ou un point sur le boîtier ou un coin chanfreiné) identifie la cathode. La fiche technique fournit un motif de pastille de soudure recommandé pour assurer la formation fiable du joint de soudure et un alignement correct pendant le refusion.

5.2 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse de 8mm, enroulée sur des bobines standard. Les dimensions de la bande (taille de la poche, pas) et de la bobine (diamètre du moyeu, diamètre de la bride) sont spécifiées pour être compatibles avec les équipements d'assemblage automatique. Chaque bobine contient 2000 pièces.

5.3 Sensibilité à l'humidité et conditionnement

Les LED sont conditionnées dans un sac en aluminium résistant à l'humidité avec un dessiccant pour empêcher l'absorption d'humidité, ce qui pourrait provoquer un \"effet pop-corn\" (fissuration du boîtier) pendant le processus de soudure par refusion à haute température. L'étiquette sur le sac contient des informations critiques telles que le niveau de sensibilité à l'humidité (impliqué par le conditionnement), la quantité et le numéro de pièce.

6. Recommandations de soudure & d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure par refusion

Le composant est spécifié pour une température de refusion de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ceci correspond aux profils de refusion standard sans plomb. La masse thermique du PCB et le profil spécifique (montée, maintien, crête, refroidissement) doivent être contrôlés pour rester dans cette limite et éviter un choc thermique.

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

• Avant ouverture :Le sac étanche à l'humidité doit être stocké à ≤30°C et ≤70% HR. Les composants doivent être utilisés dans l'année suivant la date de scellement du sac.
• Après ouverture :S'ils ne sont pas utilisés immédiatement, les composants exposés à l'humidité ambiante peuvent nécessiter un séchage avant soudure selon les directives standard IPC/JEDEC pour éliminer l'humidité absorbée.
• Protection ESD :Les précautions ESD standard (postes de travail mis à la terre, bracelets) doivent être observées pendant la manipulation.

7. Recommandations de conception d'application

7.1 Circuits d'application typiques

Le circuit de commande le plus courant est une résistance de limitation de courant en série connectée à une source de tension (V_CC). La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_CC- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (2,35V) dans ce calcul garantit que le courant ne dépasse jamais le I_Fdésiré, même avec des variations d'une pièce à l'autre. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un I_Fcible de 20mA : R = (5V - 2,35V) / 0,02A = 132,5Ω. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée.

7.2 Considérations de conception pour les applications avec guide de lumière

Lors du couplage avec un guide de lumière, alignez la LED centralement sous la surface d'entrée du guide. L'angle de vision large de cette LED aide à remplir l'ouverture d'entrée du guide. La distance entre le dôme de la LED et le guide de lumière doit être minimisée pour réduire la perte de lumière. Le boîtier blanc aide à réfléchir la lumière qui serait autrement perdue vers le bas dans la direction d'émission, améliorant l'efficacité globale du couplage. Les dessins mécaniques doivent tenir compte de la hauteur de la LED et des zones d'exclusion recommandées.

7.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, un fonctionnement continu au courant maximal (50mA) dans des températures ambiantes élevées peut approcher les limites du composant. Pour de tels cas d'utilisation, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des plots thermiques de la LED (le cas échéant) ou des vias thermiques peut aider à dissiper la chaleur et maintenir une température de jonction plus basse, préservant la sortie lumineuse et la fiabilité à long terme.

8. Fiabilité et assurance qualité

La fiche technique décrit un ensemble complet de tests de fiabilité réalisés avec un niveau de confiance de 90% et un LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) de 10%. Ces tests simulent des conditions de fonctionnement et de stockage sévères pour garantir la fiabilité sur le terrain.

• Résistance au refusion :Vérifie que le boîtier peut résister au processus de soudure.
• Cyclage thermique & Choc thermique :Teste la robustesse contre les contraintes mécaniques induites par des changements de température répétés.
• Stockage à haute/basse température :Évalue la stabilité à long terme dans des conditions extrêmes de non-fonctionnement.
• Durée de vie en fonctionnement continu :Un test de vie de 1000 heures au courant nominal (20mA) et à température (25°C).
• Durée de vie en fonctionnement haute température/humidité (85°C/85% HR) :Test accéléré pour la résistance à l'humidité et à la corrosion sous polarisation.

La réussite de ces tests indique un produit robuste adapté aux applications commerciales et industrielles exigeantes.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle absolument nécessaire ?

La caractéristique I-V de la LED est exponentielle. Une petite augmentation de la tension d'alimentation au-dessus de la chute de tension directe de la LED provoque une augmentation très importante, potentiellement destructrice, du courant. La résistance fournit une chute de tension linéaire et prévisible qui stabilise le courant, protégeant la LED des conditions de surintensité causées par les tolérances de tension normales ou les transitoires.

9.2 Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche GPIO d'un microcontrôleur ?

Oui, mais avec d'importantes mises en garde. La broche GPIO doit être configurée comme sortie. Vous devez toujours inclure une résistance en série. De plus, vous devez vous assurer que la broche du microcontrôleur peut fournir (ou absorber, selon la configuration de votre circuit) les 20mA requis en continu, ce qui est à la limite ou au-delà pour certaines broches d'E/S générales. Consultez la fiche technique du microcontrôleur. Utiliser un transistor comme interrupteur est souvent une option plus sûre et plus flexible pour des courants plus élevés ou lors du pilotage de plusieurs LED.

9.3 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_p) :La longueur d'onde unique où la puissance de sortie spectrale est physiquement la plus élevée.Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde de la lumière monochromatique qui serait perçue par l'œil humain comme ayant la même couleur que la sortie de la LED. Pour une LED monochromatique comme cette rouge, elles sont très proches. La longueur d'onde dominante est généralement le paramètre le plus pertinent pour la spécification de couleur et le classement en bacs.

9.4 Comment interpréter les codes de bacs sur l'étiquette de la bobine ?

L'étiquette utilise des codes comme CAT, HUE et REF. 'CAT' correspond au Bac d'Intensité Lumineuse (ex. U1, V1). 'HUE' correspond au Bac de Longueur d'Onde Dominante (ex. E5, E6). 'REF' correspond au Bac de Tension Directe (ex. 0, 1, 2). Connaître ces codes vous permet de vérifier que vous avez reçu la classe de performance spécifique que vous avez commandée.