Fiche technique LED blanche 334-15/T1C5-7 QSA - Boîtier T-1 3/4 - 3,6V Max - 110mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) blanche à haute luminosité conçue pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Le dispositif utilise une puce semi-conductrice InGaN combinée à un réflecteur chargé de phosphore pour produire une lumière blanche à partir d'une émission bleue. La LED est logée dans un boîtier rond T-1 3/4 courant, offrant un bon compromis entre taille et flux lumineux adapté à divers assemblages électroniques.

L'avantage principal de ce produit est son intensité lumineuse élevée, avec des valeurs typiques atteignant des niveaux significatifs pour un courant de polarisation standard. Il est conçu pour les applications nécessitant des indicateurs visuels brillants et nets. Le dispositif est conforme aux réglementations environnementales pertinentes et intègre une protection contre les décharges électrostatiques (ESD), améliorant ainsi sa fiabilité lors de la manipulation et du fonctionnement.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le dispositif. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement continu.

• Courant direct continu (I_F): 30 mA. C'est le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu à l'anode de la LED.
• Courant direct de crête (I_FP): 100 mA. Ce courant plus élevé n'est autorisé qu'en conditions pulsées, spécifié avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz.
• Tension inverse (V_R): 5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut endommager la jonction semi-conductrice de la LED.
• Dissipation de puissance (P_d): 110 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée comme le produit de la tension directe et du courant dans les conditions spécifiées.
• Température de fonctionnement et de stockage: Le dispositif est conçu pour fonctionner de -40°C à +85°C et peut être stocké de -40°C à +100°C.
• Tension de tenue ESD (HBM): 4 kV. Ceci indique le niveau de protection contre les décharges électrostatiques selon le modèle du corps humain.
• Température de soudure: Les broches peuvent supporter une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 5 secondes lors des opérations de soudure.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de 25°C de température ambiante et un courant direct (I_F) de 20 mA, qui sert de point de référence commun.

• Tension directe (V_F): S'étend de 2,8 V (Min.) à 3,6 V (Max.), une valeur typique étant implicite dans cette plage. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit le courant spécifié.
• Intensité lumineuse (I_V): A une valeur minimale de 3600 mcd (millicandela) et peut atteindre un maximum de 7150 mcd. L'intensité réelle fournie est soumise à un système de tri détaillé plus loin.
• Angle de vision (2θ_1/2): L'angle de vision total typique, à lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité axiale de crête, est de 50 degrés. Ceci définit l'ouverture du faisceau de la LED.
• Coordonnées de chromaticité: Le point de couleur typique dans l'espace colorimétrique CIE 1931 est x=0,30, y=0,29. Ceci définit la couleur blanche perçue de la sortie de la LED.
• Caractéristiques Zener et inverse: Le dispositif peut incorporer une diode Zener de protection avec une tension inverse (V_z) de 5,2 V à 5 mA. Le courant de fuite inverse (I_R) est jusqu'à 50 µA à 5 V.

3. Explication du système de tri

Pour gérer les variations de production, les LED sont triées en catégories de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences minimales spécifiques pour leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en trois catégories principales basées sur leur intensité lumineuse minimale et maximale mesurée à I_F=20mA. La tolérance pour l'intensité dans une catégorie est de ±10%.

• Catégorie Q: 3600 mcd (Min.) à 4500 mcd (Max.)
• Catégorie R: 4500 mcd (Min.) à 5650 mcd (Max.)
• Catégorie S: 5650 mcd (Min.) à 7150 mcd (Max.)

3.2 Tri par tension directe

Les LED sont également triées selon leur chute de tension directe à I_F=20mA, avec une incertitude de mesure de ±0,1V. Ceci aide à concevoir des circuits d'alimentation en courant cohérents, en particulier lorsque plusieurs LED sont connectées en série.

• Catégorie 0: 2,8 V à 3,0 V
• Catégorie 1: 3,0 V à 3,2 V
• Catégorie 2: 3,2 V à 3,4 V
• Catégorie 3: 3,4 V à 3,6 V

3.3 Tri par couleur

La couleur blanche de sortie est contrôlée dans des régions spécifiques du diagramme de chromaticité CIE. Le produit combine des LED des catégories de couleur B5 et B6 pour former le Groupe 7. La fiche technique fournit les plages de coordonnées des coins pour ces catégories (par exemple, pour B5 : x entre 0,287-0,311, y entre 0,276-0,315), garantissant que le point blanc se situe dans une zone définie. L'incertitude de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs graphiques caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans des conditions variables. Ceux-ci sont essentiels pour comprendre la performance au-delà des spécifications ponctuelles.

• Intensité relative vs. Longueur d'onde: Cette courbe de distribution spectrale montre la longueur d'onde de crête et le spectre élargi résultant de la conversion par phosphore, typique des LED blanches.
• Diagramme de directivité: Un diagramme polaire montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, en corrélation avec l'angle de vision typique de 50 degrés.
• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V): Ce graphique montre la relation non linéaire entre le courant et la tension. La pente de la courbe au-delà de la tension de seuil souligne l'importance d'une alimentation contrôlée en courant pour une sortie lumineuse stable.
• Intensité relative vs. Courant direct: Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation, généralement de manière sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité et des effets thermiques.
• Coordonnées de chromaticité vs. Courant direct: Montre comment le point blanc (coordonnées de couleur) peut légèrement se déplacer avec les changements de courant d'alimentation, ce qui est critique pour les applications sensibles à la couleur.
• Courant direct vs. Température ambiante: Illustre la déclassement du courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente, une considération clé pour la gestion thermique et la fiabilité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier rond standard T-1 3/4 (environ 5mm) avec une lentille en résine transparente. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25mm sauf indication contraire ; l'espacement des broches est mesuré au point où la broche émerge du corps du boîtier ; et la saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,5mm. Le dessin mécanique détaillé fournit les valeurs exactes pour le diamètre total, la hauteur, le diamètre des broches et l'espacement.

5.2 Identification de la polarité et montage

Le boîtier présente une collerette avec un côté plat, qui indique généralement la broche cathode (négative). Une identification correcte est cruciale pour une connexion de circuit appropriée. Les broches sont conçues pour un montage traversant sur des cartes de circuits imprimés (PCB).

6. Guide de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est critique pour éviter les dommages pendant l'assemblage.

6.1 Formage des broches

• La flexion doit se produire à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les contraintes sur le joint d'étanchéité.
• Le formage doit toujours être effectuéavant soldering.
• Une contrainte excessive pendant le formage peut fissurer l'époxy ou endommager les liaisons internes.
• La coupe des broches doit être effectuée à température ambiante.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Conditions de soudure

Les paramètres recommandés sont fournis pour minimiser le choc thermique :

• Soudure manuelle: Température maximale de la pointe du fer 300°C (pour un fer de 30W max), temps de soudure maximum 3 secondes par broche, en maintenant une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy.
• Soudure à la vague/par immersion: Préchauffage à un maximum de 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. La température du bain de soudure ne doit pas dépasser 260°C, avec l'immersion du composant pendant un maximum de 5 secondes. La règle de distance de 3mm s'applique également.

6.3 Conditions de stockage

Pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" pendant la soudure, les LED doivent être stockées à ou en dessous de 30°C et 70% d'humidité relative (HR). La durée de stockage recommandée à partir de l'expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), les pièces doivent être conservées dans un sac scellé barrière à l'humidité avec un dessiccant, de préférence sous atmosphère d'azote.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les dommages électrostatiques et physiques. Elles sont d'abord placées dans des sacs anti-statiques. Une quantité de 200 à 500 pièces est emballée par sac. Cinq sacs sont ensuite placés dans un carton intérieur. Enfin, dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur principal pour l'expédition.

7.2 Explication de l'étiquetage

Les étiquettes d'emballage incluent plusieurs codes : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce fabricant), QTY (Quantité), CAT (Code de combinaison pour les catégories d'intensité lumineuse et de tension directe), HUE (Code de rang de couleur), REF (Référence) et LOT No. (Numéro de lot de production traçable).

7.3 Désignation du numéro de modèle

Le numéro de pièce 334-15/T1C5-7 QSA suit une structure spécifique. Les codes suffixe (représentés par des carrés dans la fiche technique) permettent de sélectionner la catégorie d'intensité lumineuse spécifique, la catégorie de tension directe et d'autres caractéristiques optionnelles telles que définies dans le guide de sélection du fabricant.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé dans la fiche technique, cette LED blanche haute intensité est adaptée pour :

• Panneaux de messages et signalétique: Où des pixels ou indicateurs individuels brillants sont nécessaires.
• Indicateurs optiques: Voyants d'état sur équipements industriels, électronique grand public ou tableaux de commande.
• Rétroéclairage: Pour petits écrans LCD, panneaux à touches membrane ou éclairage décoratif où un éclairage uniforme est requis, souvent utilisé en réseau.
• Feux de marquage: Pour équipements, véhicules ou applications de sécurité nécessitant une haute visibilité.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant: Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un circuit d'alimentation à courant constant. Alimenter la LED directement depuis une source de tension la détruira probablement en raison de la relation exponentielle I-V.
• Gestion thermique: Bien que la puissance soit relativement faible, assurer une ventilation ou un dissipateur thermique adéquat est important pour maintenir le flux lumineux et la fiabilité à long terme, surtout à des températures ambiantes ou des courants d'alimentation plus élevés.
• Conception optique: L'angle de vision de 50 degrés fournit un faisceau large. Pour une lumière plus focalisée, des optiques secondaires comme des lentilles ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Sélection du tri: Pour les applications nécessitant une luminosité ou une couleur uniforme sur plusieurs LED, il est conseillé de spécifier une catégorie d'intensité serrée (par ex., uniquement la catégorie S) et un groupe de tension/couleur spécifique.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED blanches 5mm génériques, ce produit offre une intensité lumineuse significativement plus élevée, le rendant adapté aux applications où une luminosité supérieure est primordiale. L'inclusion d'un système de tri défini pour l'intensité et la tension directe offre une plus grande prévisibilité et cohérence dans les séries de production par rapport aux alternatives non triées ou faiblement triées. La protection ESD intégrée (4kV HBM) améliore la robustesse dans les environnements d'assemblage. La combinaison spécifique de catégories de couleur (B5+B6) cible un point blanc particulier, qui peut différer des points blancs plus froids ou plus chauds offerts par d'autres produits.

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

10.1 Quelle est la différence entre le Courant direct continu et le Courant direct de crête ?

Le Courant direct continu (30 mA) est le courant continu maximal pour un fonctionnement sûr à long terme. Le Courant direct de crête (100 mA) est une valeur nominale pulsée de courte durée qui peut être utilisée pendant de brèves périodes (par ex., dans des affichages multiplexés) mais ne doit pas être dépassée, même momentanément, en fonctionnement continu, car cela provoquerait une surchauffe et une dégradation rapide.

10.2 Comment choisir la bonne résistance de limitation de courant ?

Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmax de la fiche technique (3,6V) pour une conception conservatrice garantissant que le courant ne dépasse jamais 20mA même avec des variations entre composants. Par exemple, avec une alimentation de 5V : R = (5V - 3,6V) / 0,020A = 70 Ohms. La valeur standard la plus proche (68 ou 75 Ohms) serait choisie, et sa puissance nominale doit être vérifiée (P = I²R).

10.3 Puis-je utiliser cette LED en extérieur ?

La plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) permet une utilisation dans de nombreux environnements extérieurs. Cependant, le boîtier n'est pas spécifiquement conçu pour être étanche ou résistant à la dégradation UV. Pour une exposition extérieure directe, une protection environnementale supplémentaire (revêtement conformable, boîtiers étanches) serait nécessaire pour la protéger contre l'humidité et la lumière du soleil.

11. Exemple de cas d'utilisation pratique

Conception d'un panneau d'indicateurs à LED multiples :Un tableau de commande nécessite 20 LED blanches brillantes pour indiquer l'état opérationnel de diverses fonctions machine. Une luminosité uniforme est importante pour l'esthétique et la clarté.

1. Conception du circuit: Le concepteur choisit d'alimenter toutes les LED en parallèle depuis une ligne de 12V. Chaque branche de LED a sa propre résistance de limitation de courant. En utilisant la V_Fmax de 3,6V et un I_Fcible de 20mA, la valeur de la résistance est (12V - 3,6V)/0,02A = 420 Ohms. Une résistance de 430 Ohm, 1/4W est sélectionnée pour chaque branche.
2. Sélection du tri: Pour assurer l'uniformité, le concepteur spécifie des LED de la catégorie S (intensité la plus élevée) et demande qu'elles proviennent du même lot de production et du même groupe de couleur (Groupe 7) pour minimiser les variations de couleur et de luminosité.
3. Implantation PCB: Les trous sont percés selon l'espacement des broches du dessin du boîtier. Une zone d'exclusion d'au moins 3mm de rayon autour du corps de la LED est maintenue pour éviter la remontée de soudure pendant la soudure à la vague.
4. Assemblage:** L'assembleur suit les directives de soudure manuelle, utilisant un fer à température contrôlée réglé à 300°C et terminant chaque joint en moins de 3 secondes.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium et d'Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, émettant des photons. Le matériau InGaN est conçu pour émettre de la lumière dans la région bleue du spectre (typiquement autour de 450-455 nm). Cette lumière bleue n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle frappe une couche de matériau phosphore (par exemple, du Grenat d'Aluminium et d'Yttrium dopé au Cérium, YAG:Ce) qui est déposée à l'intérieur de la coupelle réflectrice entourant la puce. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et ré-émet de la lumière sur un spectre plus large, principalement dans la gamme du jaune. Le mélange de la lumière bleue non absorbée restante et de la lumière jaune générée par le phosphore est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. La teinte exacte (blanc froid, blanc neutre, blanc chaud) est déterminée par la composition et l'épaisseur de la couche de phosphore.

13. Tendances technologiques

La technologie derrière ce type de LED continue d'évoluer. Les tendances générales de l'industrie incluent :

• Efficacité accrue (Lumens par Watt): Des améliorations continues dans l'épitaxie des puces, l'extraction de lumière et l'efficacité des phosphores conduisent à un flux lumineux plus élevé pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie.
• Indice de rendu des couleurs amélioré: Bien que cette fiche technique spécifie un seul point blanc, les nouveaux produits utilisent souvent des mélanges multi-phosphores (par ex., ajout de phosphore rouge) pour atteindre des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées, rendant les couleurs plus naturelles sous la lumière.
• Miniaturisation:** Bien que le boîtier T-1 3/4 reste populaire, il existe une tendance générale vers des boîtiers CMS plus petits (par ex., 3535, 3030, 2835) pour des applications à plus haute densité, bien qu'avec souvent un compromis sur le flux lumineux total par boîtier par rapport aux types traversants plus grands.
• Fiabilité et durée de vie accrues: Les avancées dans les matériaux de boîtier, la fixation de la puce et la connexion par fil continuent de repousser les durées de vie nominales (L70/B50) des LED, les rendant adaptées à des applications plus exigeantes.