Fiche Technique de la Série 67-21 - LED Top View - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension Directe 1.75-2.35V - Rouge Brillant - Documentation Technique

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-21 représente une famille de LED Top View à montage en surface conçues pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Ce modèle spécifique présente une couleur d'émission rouge brillant obtenue grâce à la technologie de puce AlGaInP. Le composant est logé dans un boîtier compact P-LCC-2 de couleur blanche avec une fenêtre transparente incolore, ce qui contribue à ses caractéristiques de grand angle de vision. Une caractéristique de conception clé est le réflecteur interne intégré au boîtier, qui optimise l'efficacité du couplage lumineux. Cela rend la LED particulièrement adaptée à une utilisation avec des guides de lumière, où une transmission efficace de la source au point d'affichage est critique. La faible exigence en courant renforce encore son adéquation pour les applications sensibles à la consommation, telles que les dispositifs électroniques portables et les tableaux de bord automobiles.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette série de LED incluent son grand angle de vision de 120 degrés, sa compatibilité avec les processus standards de placement et de soudage automatisés (y compris la vapeur, le refusion infrarouge et le soudage à la vague), et sa construction sans plomb et conforme RoHS. Le composant est fourni sur bande de 8 mm et bobine pour l'assemblage en grande série. Ses marchés cibles principaux sont l'électronique automobile (pour le rétroéclairage des tableaux de bord et des interrupteurs), les équipements de télécommunication (pour les voyants dans les téléphones et télécopieurs), l'éclairage général des interrupteurs et symboles, et comme source de rétroéclairage plat pour les LCD. La combinaison de fiabilité, de facilité d'assemblage et de performance optique la positionne comme un composant polyvalent pour une utilisation générale d'indication.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La performance de la LED est définie dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ta) de 25°C. Une compréhension complète de ces paramètres est essentielle pour une conception de circuit appropriée et une prédiction de performance.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti. Les valeurs maximales absolues clés sont : une tension inverse (V_R) de 5V, un courant direct continu (I_F) de 25mA, et un courant direct de crête (I_FP) de 100mA pour un fonctionnement pulsé à un cycle de service de 1/10 et une fréquence de 1kHz. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 100mW. Le composant peut fonctionner dans une plage de température de -40°C à +85°C et peut être stocké entre -40°C et +90°C. Le profil de température de soudage est critique : pour le soudage par refusion, une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée, tandis que pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Le point de fonctionnement typique pour les spécifications photométriques et électriques est à un courant direct de 20mA. L'intensité lumineuse (I_v) a une plage typique de 140mcd à 360mcd, qui est ensuite divisée en catégories spécifiques (R2, S1, S2, T1). La longueur d'onde dominante (λ_d) pour la variante rouge brillant est comprise entre 621nm et 631nm, avec une longueur d'onde de crête typique (λ_p) autour de 632nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20nm. Électriquement, la tension directe (V_F) à 20mA varie de 1,75V à 2,35V, et le courant inverse (I_R) est garanti inférieur à 10μA à la tension inverse maximale de 5V. 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. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence de la luminosité et de la couleur dans les applications de production, les LED sont triées en catégories basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner la qualité appropriée pour les besoins de leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en quatre classes : R2 (140-180 mcd), S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), et T1 (285-360 mcd). Toutes les mesures sont prises à I_F=20mA. Sélectionner une classe supérieure (par exemple, T1) garantit une LED plus brillante, ce qui peut être nécessaire pour les applications nécessitant une grande visibilité ou lorsqu'elle est utilisée derrière des guides de lumière avec une forte atténuation.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte) est contrôlée par le tri de la longueur d'onde dominante. Pour cette série rouge brillant, les catégories sont regroupées sous le code 'F', avec les sous-catégories FF1 (621-626 nm) et FF2 (626-631 nm). Une distribution de longueur d'onde plus serrée au sein d'une application garantit une apparence de couleur uniforme sur plusieurs indicateurs.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée en trois groupes sous le code 'B' : B0 (1,75-1,95V), B1 (1,95-2,15V), et B2 (2,15-2,35V). La connaissance de la catégorie V_Fest cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant, en particulier lors de l'alimentation de plusieurs LED en série, afin d'assurer une distribution de courant et une luminosité uniformes.

4. Analyse des courbes de performance

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

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

La courbe montre que l'intensité lumineuse est inversement proportionnelle à la température de jonction. Lorsque la température ambiante augmente de -40°C à +110°C, la sortie relative diminue. À la température de fonctionnement maximale de +85°C, la sortie est significativement inférieure à celle à 25°C. Cette dégradation thermique doit être prise en compte dans les conceptions où des températures ambiantes élevées sont attendues, nécessitant potentiellement la sélection d'une catégorie d'intensité supérieure ou un refroidissement actif.

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

La courbe I-V est non linéaire, typique d'une diode. Au point de fonctionnement recommandé de 20mA, la tension se situe dans la plage triée. La courbe permet aux concepteurs d'estimer la chute de tension à différents courants d'alimentation, ce qui est essentiel pour la conception de l'alimentation électrique.

4.3 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement typique. Cependant, il est interdit de faire fonctionner la LED au-dessus de la valeur maximale absolue de 25mA, car cela réduira la durée de vie et la fiabilité en raison d'une génération de chaleur excessive.

4.4 Diagramme de rayonnement et distribution spectrale

Le diagramme de rayonnement confirme le grand angle de vision de 120 degrés, montrant un motif d'émission de type Lambertien. Le graphique de distribution spectrale montre un pic unique centré autour de 632nm, caractéristique des LED rouges AlGaInP, avec une largeur de bande définie garantissant la pureté de la couleur.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le boîtier P-LCC-2 a des dimensions d'environ 3,2 mm de longueur, 2,8 mm de largeur et 1,9 mm de hauteur (tolérance ±0,1 mm sauf indication contraire). Le dessin technique fournit des mesures détaillées pour le corps de la LED, la lentille et l'empreinte critique des pastilles de soudure. Une conception correcte des pastilles est essentielle pour un soudage fiable et un alignement approprié pendant la refusion. La polarité est indiquée par la marque de cathode sur le boîtier. Le motif de pastilles recommandé sur le PCB assure une formation suffisante de filet de soudure et une stabilité mécanique.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le composant est entièrement compatible avec les processus d'assemblage SMT standard. Pour le soudage par refusion, un profil avec une température de crête ne dépassant pas 260°C pendant 10 secondes est obligatoire pour éviter d'endommager le boîtier plastique et la connexion interne de la puce. Une rampe de montée et un taux de refroidissement standard doivent être suivis. Pour le soudage manuel, une extrême prudence est de mise : utilisez un fer à souder mis à la terre avec une température de pointe inférieure à 350°C, et limitez le temps de contact à 3 secondes par pastille. Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille pendant et après l'assemblage. La sensibilité à l'humidité est traitée en expédiant les composants dans des sacs étanches à l'humidité en aluminium scellés avec un dessiccant.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse de 8 mm, avec une quantité standard chargée de 2000 pièces par bobine. Les dimensions de la bobine sont spécifiées pour la compatibilité avec les chargeurs automatiques. L'étiquetage sur la bobine inclut des informations critiques : Numéro de pièce (PN), Numéro de pièce client (CPN), quantité (QTY), numéro de lot (LOT NO), et les codes de catégorie spécifiques pour l'intensité lumineuse (CAT), la longueur d'onde dominante (HUE) et la tension directe (REF). Cette traçabilité est vitale pour le contrôle qualité et une fabrication cohérente.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéale pour les voyants d'état dans l'électronique grand public, le rétroéclairage des interrupteurs à membrane et des légendes de panneaux, et l'éclairage des guides de lumière dans les tableaux de bord automobiles ou les panneaux de contrôle industriels. Son grand angle de vision la rend adaptée aux applications où le voyant doit être visible sous différents angles.

8.2 Considérations de conception

Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série avec la LED. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la catégorie ou de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas 20mA dans les pires conditions. Pour une luminosité uniforme dans les réseaux multi-LED, envisagez d'utiliser des pilotes à courant constant ou de trier les LED pour une V_Fcohérente. Lorsqu'elle est utilisée avec des guides de lumière, assurez-vous que le matériau du guide a une transmittance élevée pour la lumière rouge et concevez l'interface pour minimiser les pertes optiques.

9. Fiabilité et assurance qualité

Le produit subit une série complète de tests de fiabilité avec un niveau de confiance de 90% et un pourcentage de défauts toléré par lot (LTPD) de 10%. Le portefeuille de tests comprend la résistance au soudage par refusion, le cyclage thermique (-40°C à +100°C), le choc thermique, le stockage à haute et basse température, la durée de vie en fonctionnement continu à 20mA pendant 1000 heures, et les tests de haute température/haute humidité (85°C/85% HR). Ces tests valident la robustesse de la LED pour les environnements exigeants de l'automobile et de l'industrie, garantissant une stabilité de performance à long terme.

10. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED traversantes, ce boîtier SMD offre des économies d'espace significatives, une meilleure adéquation à la production automatisée et une fiabilité améliorée en éliminant le soudage manuel. Dans le paysage des LED SMD, la série 67-21 se différencie par sa géométrie de boîtier spécifique optimisée pour le couplage avec les guides de lumière et son grand angle de vision de 120 degrés, plus large que de nombreuses LED SMD standard. La disponibilité d'un tri précis pour l'intensité, la couleur et la tension offre un avantage pour les applications nécessitant une grande cohérence.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

R : Non. Une LED est un dispositif piloté par le courant. La connecter directement à une source de tension provoquera un courant excessif, la détruisant instantanément. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour la spécification de la couleur, la longueur d'onde dominante est plus pertinente.

Q : Comment interpréter les codes de tri sur l'étiquette ?

R : Le code CAT correspond à la catégorie d'intensité lumineuse (par exemple, S1), le code HUE à la catégorie de longueur d'onde dominante (par exemple, FF1), et le code REF à la catégorie de tension directe (par exemple, B1). Ceux-ci garantissent que vous recevez des LED avec les caractéristiques de performance spécifiques que vous avez commandées.

Q : Un dissipateur thermique est-il requis ?

R : Pour un fonctionnement normal à 20mA ou moins, un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis pour une seule LED. Cependant, la gestion thermique via une conception de PCB appropriée (pastilles de décharge thermique, zones de cuivre) est une bonne pratique, en particulier pour les réseaux à haute densité ou les applications à température ambiante élevée.

12. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Groupe de voyants de tableau de bord :Dans un tableau de bord automobile, plusieurs LED 67-21 (en rouge et autres couleurs de la série) peuvent être montées sur un seul PCB. Chaque LED est associée à un guide de lumière dédié pour guider sa lumière vers une icône spécifique (par exemple, témoin moteur, pression d'huile). Le grand angle de vision assure que l'icône est éclairée uniformément pour le conducteur et le passager. Les LED sont alimentées via le système 12V du véhicule en utilisant des résistances en série appropriées, calculées en utilisant la V_Fmaximale pour garantir la cohérence de la luminosité sur toute la plage de température à l'intérieur de la voiture.

Exemple 2 : Panneau de contrôle industriel :Un panneau de commande de machine utilise ces LED derrière des panneaux acryliques gravés pour indiquer les états de la machine (En marche - Vert, Défaut - Rouge, Veille - Jaune). Le boîtier blanc de la LED minimise la contamination de couleur par le PCB. Le concepteur sélectionne des LED de la même catégorie d'intensité et de tension pour garantir une luminosité uniforme sur tous les indicateurs. Le boîtier SMD permet une conception de panneau très plat et compact.

13. Principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Le matériau de la puce est du Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons de la région n et les trous de la région p sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans l'AlGaInP, cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière) dans la partie rouge du spectre visible (environ 630nm). La composition spécifique des couches d'AlGaInP détermine la longueur d'onde précise de la lumière émise. La lentille en époxy incolore encapsule la puce, la protège de l'environnement et façonne la lumière émise dans le diagramme de rayonnement souhaité.

14. Tendances et contexte industriel

La tendance pour les LED d'indication continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité d'entrée électrique), des tailles de boîtier plus petites et une fiabilité améliorée. Il y a également une demande croissante pour une cohérence plus stricte de la couleur et de la luminosité (tri) pour des raisons esthétiques et fonctionnelles dans l'électronique grand public et automobile. Bien que cette série 67-21 soit un produit bien établi, les nouvelles technologies LED peuvent offrir une efficacité plus élevée. Cependant, sa combinaison d'un boîtier éprouvé, d'une large disponibilité, de caractéristiques optiques spécifiques pour les guides de lumière et de données de fiabilité complètes assure sa pertinence continue dans de nombreuses applications de conception où un équilibre entre performance, coût et fiabilité éprouvée est requis. La tendance à la miniaturisation et à l'intégration plus élevée en électronique soutient également l'utilisation de tels composants SMD standardisés et automatisables.