Fiche Technique Série LED Top View 67-21 - Boîtier 2.0x1.25x1.1mm - Tension Directe 1.75-2.35V - Couleur Orange Brillant - Français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-21 représente une famille de LED Top View pour montage en surface, conçues pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Cette variante spécifique émet une couleur orange brillant grâce à une puce AlGaInP. Le composant est logé dans un boîtier P-LCC-2 compact de couleur blanche avec une fenêtre transparente incolore, ce qui contribue à ses caractéristiques de large angle de vision. Une caractéristique clé de conception 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, une exigence courante dans la conception des appareils électroniques modernes. Son faible besoin en courant direct renforce son attrait pour les équipements portables alimentés par batterie ou sensibles à la consommation.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette série de LED incluent son aptitude aux processus d'assemblage automatisé, sa compatibilité avec les techniques de soudure courantes (vapeur, refusion infrarouge et soudure à la vague), et sa disponibilité en bande et en bobine pour la production en grande série. C'est un produit sans plomb conforme à la directive RoHS. Les marchés cibles sont variés, englobant l'éclairage intérieur automobile (ex. : rétroéclairage du tableau de bord et des interrupteurs), les équipements de télécommunication (ex. : indicateurs sur téléphones et télécopieurs), l'éclairage général des interrupteurs et symboles, le rétroéclairage plat pour écrans LCD, et les applications d'indication générales nécessitant une émission lumineuse fiable et constante.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances de la LED sont définies par un ensemble complet de paramètres électriques, optiques et thermiques mesurés dans des conditions standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement continu. Les limites clés incluent une tension inverse (V_R) de 12V, un courant direct continu (I_F) de 25mA, et un courant direct de crête (I_FP) de 60mA en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 60mW. Le composant est conçu pour fonctionner de -40°C à +85°C et peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V (Modèle du Corps Humain). Les profils de température de soudure sont critiques : soudure par refusion à 260°C maximum pendant 10 secondes, ou soudure manuelle à 350°C maximum pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Sous un courant de test standard de 20mA, le composant présente des performances typiques. L'intensité lumineuse (I_V) varie d'un minimum de 90 mcd à un maximum de 225 mcd. L'angle de vision (2θ_1/2), défini comme l'angle où l'intensité chute à la moitié de sa valeur maximale, est typiquement de 120 degrés, confirmant son émission grand angle. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, est spécifiée entre 600,5 nm et 612,5 nm pour cette variante orange brillant, avec une longueur d'onde de pic typique (λ_p) autour de 611 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 15 nm. La tension directe (V_F) à 20mA varie de 1,75V à 2,35V, tandis que le courant inverse (I_R) à 12V est de 10 μA maximum.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres clés.

3.1 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est catégorisée en quatre groupes (Codes de bin D8, D9, D10, D11). Chaque bin couvre une plage de 3nm, de D8 (600,5-603,5nm) à D11 (609,5-612,5nm). Une tolérance de ±1nm est appliquée.

3.2 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en quatre bins : Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd), et S1 (180-225 mcd). Une tolérance de ±11% est notée pour l'intensité.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est divisée en trois bins : 0 (1,75-1,95V), 1 (1,95-2,15V), et 2 (2,15-2,35V), avec une tolérance de 0,1V.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

La courbe montre que l'intensité lumineuse dépend fortement de la température de jonction. L'intensité est normalisée à 100% à 25°C. Lorsque la température ambiante augmente, l'intensité diminue. Inversement, à des températures plus basses, l'intensité augmente. Cet effet d'extinction thermique est typique des sources lumineuses à semi-conducteurs et doit être pris en compte dans la conception de la gestion thermique, en particulier dans les environnements à haute température.

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

Ce graphique représente la relation non linéaire entre le courant et la tension. La tension directe augmente avec le courant. Les concepteurs utilisent cette courbe pour sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées afin d'atteindre la luminosité souhaitée tout en restant dans les limites électriques du composant.

4.3 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale de puissance montre un pic unique centré autour de 611 nm, caractéristique des LED orange à base d'AlGaInP. La faible largeur de bande (environ 15nm FWHM) indique une bonne pureté de couleur.

4.4 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire illustre la distribution spatiale de la lumière. Le motif est approximativement lambertien, confirmant le large angle de vision de 120 degrés. Ce profil d'émission uniforme est bénéfique pour les applications de guides de lumière et d'éclairage de grande surface.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement compact. Les dimensions globales du boîtier sont de 2,0mm de longueur, 1,25mm de largeur et 1,1mm de hauteur. La lentille (fenêtre) a un diamètre de 1,1mm. Les plots d'anode et de cathode sont clairement définis, avec un motif de pastilles recommandé fourni pour la conception du PCB. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est marquée par une encoche ou un chanfrein sur un coin du boîtier. L'orientation correcte de la polarité est cruciale lors de l'assemblage pour garantir un fonctionnement approprié.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le composant est compatible avec les processus SMT standard. Pour la soudure par refusion, une température de pic de 260°C ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Pour la soudure manuelle, la température de la pointe du fer doit être limitée à 350°C avec un temps de contact maximum de 3 secondes par broche. Ces limites préviennent les dommages thermiques au boîtier plastique ainsi qu'à la puce interne et aux liaisons par fils.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse de 8mm, avec 2000 pièces par bobine. Les dimensions des bobines sont standardisées pour les machines de placement automatique. Le conditionnement inclut des mesures de protection contre l'humidité : les composants sont scellés dans un sac étanche en aluminium avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité pour les protéger de l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

7.1 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques : Numéro de pièce (PN), Numéro de pièce client (CPN), quantité (QTY), numéro de lot (LOT NO), et les codes de bin spécifiques pour l'Intensité Lumineuse (CAT), la Longueur d'Onde Dominante (HUE) et la Tension Directe (REF). Cela permet une traçabilité précise et garantit l'utilisation du grade de composant correct en production.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage intérieur automobile :Idéale pour le rétroéclairage des icônes du tableau de bord, des boutons et des interrupteurs grâce à sa fiabilité sur une large plage de température (-40°C à +85°C).
• Électronique grand public :Parfaite pour les indicateurs d'état sur routeurs, modems, chargeurs et équipements audio. Le large angle de vision assure une visibilité sous divers angles.
• Applications avec guides de lumière :Le couplage lumineux optimisé par le réflecteur interne en fait un excellent choix pour guider la lumière à travers des guides de lumière en plastique vers les panneaux avant ou les affichages.
• Panneaux de contrôle industriels :Adaptée aux indicateurs d'état des machines où une signalisation claire et lumineuse est requise.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série pour limiter le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe de la LED (V_Fdu bin choisi), et du courant de fonctionnement souhaité (I_F, ne pas dépasser 25mA en continu).
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, un fonctionnement continu à haute température ambiante ou à courant élevé réduira le flux lumineux et pourrait raccourcir la durée de vie. Assurez une surface de cuivre sur le PCB ou une ventilation adéquate si nécessaire.
• Protection ESD :Bien que classée pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation.
• Conception optique :Pour les applications avec guides de lumière, la distance et l'alignement entre la LED et l'entrée du guide de lumière sont critiques pour maximiser l'efficacité de couplage.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux boîtiers LED plus simples, la série 67-21 offre des avantages distincts. Le boîtier P-LCC-2 avec réflecteur interne offre une meilleure extraction de lumière et un diagramme de rayonnement plus contrôlé que les LED à puce basiques. Son large angle de vision de 120 degrés est plus étendu que celui de nombreuses LED à vue latérale ou à angle étroit, offrant une plus grande flexibilité de conception. Sa compatibilité avec tous les principaux processus de soudure et son conditionnement en bande et bobine en font un choix adapté à la production, comparé aux composants nécessitant une manipulation spéciale.

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 tension directe maximale (V_{F_max}= 2,35V) pour garantir un courant suffisant dans toutes les conditions, et en visant un courant de fonctionnement sûr de 20mA, le calcul est : R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5Ω. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée. Vérifiez toujours la luminosité avec le bin V_Fréel de vos composants.

10.2 Pourquoi l'intensité lumineuse diminue-t-elle à haute température ?

Cela est dû à la physique fondamentale de l'émission lumineuse des semi-conducteurs. Lorsque la température de jonction augmente, les processus de recombinaison non radiative (qui génèrent de la chaleur au lieu de la lumière) augmentent, et l'efficacité du processus de recombinaison radiative diminue. Ce phénomène, appelé extinction thermique, est caractéristique de toutes les LED et est documenté dans les courbes de performance.

10.3 Puis-je piloter cette LED avec un signal PWM pour le gradation ?

Oui, la modulation de largeur d'impulsion (PWM) est une méthode efficace pour graduer les LED. Elle consiste à allumer et éteindre la LED à une fréquence suffisamment élevée pour être imperceptible à l'œil humain (typiquement >100Hz). La luminosité perçue est proportionnelle au rapport cyclique. Cette méthode est préférée à la gradation par courant analogique car elle maintient une chromaticité de couleur constante à travers les différents niveaux de luminosité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'état pour un appareil portable

Un concepteur crée un outil portatif alimenté par batterie. Un indicateur d'état lumineux et non ambigu (ex. : \"sous tension\" ou \"en charge\") est nécessaire. La série 67-21 est sélectionnée pour son faible besoin en courant (prolongeant l'autonomie), son large angle de vision (visible sous n'importe quel angle de manipulation) et son faible encombrement. Le concepteur choisit un courant de pilotage de 15mA (inférieur à la condition de test de 20mA) pour économiser davantage d'énergie, en se référant aux courbes I-V et d'intensité pour prédire la luminosité résultante. Un guide de lumière est conçu pour canaliser la lumière de la LED montée sur le PCB principal vers une petite fenêtre sur le boîtier robuste de l'appareil. La couleur orange brillant est choisie pour son contraste élevé et sa visibilité claire. La nomenclature spécifie les codes de bin requis (ex. : HUE : D10, CAT : R1) pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité sur toutes les unités fabriquées.

12. Introduction au principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans cette LED est basée sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur. La région active est composée de Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, dans le spectre orange (~611 nm). Le boîtier en résine époxy transparente incolore agit comme une lentille, façonnant le faisceau lumineux et assurant une protection environnementale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication continue vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une plus grande intégration. Bien que les LED discrètes comme la série 67-21 restent essentielles pour leur flexibilité, l'utilisation de modules LED intégrés avec pilotes et contrôleurs intégrés est croissante. De plus, les progrès en science des matériaux pourraient conduire à des émetteurs orange et rouges plus efficaces avec de meilleures performances à haute température. La demande d'indicateurs fiables et à longue durée de vie dans les applications automobiles et industrielles assure la pertinence de composants robustes et bien caractérisés comme cette série. L'accent mis sur l'assemblage automatisé et la traçabilité de la chaîne d'approvisionnement (évident dans le tri et l'étiquetage détaillés) reflète des tendances manufacturières plus larges.