Spécifications de la LED bleue RF-A2P08-B695-A2 - Dimensions 1,60 x 0,80 x 0,55 mm - Tension 3,0 V - Puissance ~0,09 W - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes pour une diode électroluminescente (LED) bleue à haute luminosité conçue pour des applications exigeantes. Le dispositif utilise une technologie de puce au nitrure de gallium (GaN) sur substrat encapsulée dans un boîtier de montage en surface PLCC2 (Plastic Leaded Chip Carrier) compact et standard de l'industrie. Son objectif de conception principal est la fiabilité et les performances dans les environnements automobiles, comme en témoigne son alignement de qualification avec la norme AEC-Q101 pour les semiconducteurs discrets.

1.1 Description générale

La LED émet une lumière bleue avec une longueur d'onde dominante typiquement comprise entre 465 nm et 475 nm. Les dimensions du boîtier sont extrêmement compactes, mesurant 1,60 mm de longueur, 0,80 mm de largeur et 0,55 mm de hauteur. Ce facteur de forme réduit le rend adapté aux conceptions à espace restreint tout en maintenant une excellente sortie optique.

1.2 Caractéristiques et avantages principaux

• Boîtier PLCC2 :L'empreinte standard de montage en surface assure la compatibilité avec les processus automatisés de placement et de soudage par refusion.
• Angle de vision large :Émet de la lumière sur un angle de vision extrêmement large de 120 degrés (typique), fournissant un éclairage uniforme.
• Compatibilité SMT :Entièrement adapté à tous les processus d'assemblage et de soudage SMT standard.
• Emballage en bande et bobine :Fourni sur bande porteuse et bobine pour une fabrication automatisée et efficace.
• Niveau de sensibilité à l'humidité 2 (MSL 2) :Nécessite un séchage si exposé à l'air ambiant pendant plus d'un an avant le soudage par refusion.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux réglementations RoHS (Restriction des substances dangereuses) et REACH.
• Qualification de grade automobile :Le plan de test de qualification du produit est basé sur les directives de l'AEC-Q101, la norme de qualification par tests de stress pour les semiconducteurs discrets de grade automobile.

1.3 Marché cible et applications

Cette LED est spécifiquement destinée au marché de l'électronique automobile, où la fiabilité, la longévité et les performances dans des conditions sévères sont primordiales.

• Application principale :Éclairage intérieur automobile, y compris le rétroéclairage du tableau de bord, l'éclairage des interrupteurs et l'éclairage d'ambiance.
• Application secondaire :Voyants indicateurs à usage général et rétroéclairage dans les interrupteurs pour l'électronique grand public et industrielle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C)

Les paramètres suivants sont définis dans des conditions de test standard à une température ambiante de 25°C avec un courant direct (I_F) de 20 mA.

• Tension directe (V_F) :Varie de 2,8 V (min) à 3,4 V (max), avec une valeur typique de 3,0 V. C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de commande.
• Intensité lumineuse (I_V) :Délivre une haute luminosité, variant de 280 millicandelas (mcd) minimum à 530 mcd maximum, avec une sortie typique de 400 mcd.
• Longueur d'onde dominante (W_d) :Spécifie la longueur d'onde de pic de la lumière bleue émise, garantie entre 465 nm et 475 nm.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur de pic. La valeur typique est de 120 degrés, indiquant un motif de lumière très large et diffus.
• Résistance thermique (R_THJ-S) :La résistance thermique jonction-point de soudure est typiquement de 300 °C/W. Cette valeur est cruciale pour calculer l'élévation de température de la jonction en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :Est limité à un maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5 V est appliquée.

2.2 Valeurs maximales absolues

Dépasser ces limites peut causer des dommages permanents au dispositif. Les concepteurs doivent s'assurer que les conditions de fonctionnement restent dans ces limites.

• Dissipation de puissance (P_D) :102 mW maximum.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA maximum.
• Courant direct de crête (I_FP) :50 mA maximum, autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 10 ms).
• Tension inverse (V_R) :5 V maximum.
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :Résiste jusqu'à 2000 V (modèle du corps humain) avec un rendement supérieur à 90%. Des précautions ESD lors de la manipulation sont toujours requises.
• Température de fonctionnement (T_OPR) :-40 °C à +100 °C.
• Température de stockage (T_STG) :-40 °C à +100 °C.
• Température maximale de jonction (T_J) :120 °C maximum absolu. Le courant direct de fonctionnement réel doit être déterminé en mesurant la température du boîtier pour s'assurer que T_J n'est pas dépassée.

3. Explication du système de classement

Pour assurer une couleur et une luminosité constantes en production, les LED sont triées (classées) en fonction des paramètres clés mesurés à I_F=20 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Classement par tension directe (V_F)

Les LED sont catégorisées en six classes de tension (G1, G2, H1, H2, I1, I2), chacune couvrant une plage de 0,1 V de 2,8-2,9 V jusqu'à 3,3-3,4 V. Cela aide à concevoir des pilotes à courant constant stables.

3.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Triées en trois classes de luminosité : I2 (280-350 mcd), J1 (350-430 mcd) et J2 (430-530 mcd). Ceci est essentiel pour obtenir une luminosité uniforme dans les réseaux à plusieurs LED.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante (W_d)

Triées en quatre classes de couleur (D1, D2, E1, E2), chacune couvrant une plage de 2,5 nm de 465-467,5 nm jusqu'à 472,5-475 nm. Cela assure une cohérence de couleur serrée, critique pour les applications esthétiques comme les intérieurs automobiles.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (courbe I-V)

La courbe caractéristique fournie (Fig. 1-7) montre graphiquement la relation entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F) pour cette LED bleue. Cette courbe est non linéaire. À très faible courant, la tension est minimale. Lorsque le courant augmente, V_F augmente brusquement une fois qu'il dépasse le seuil d'allumage de la diode (environ entre 2,7 V et 3,0 V pour ce dispositif). Au-delà de ce point, la courbe a une pente relativement stable, représentant la résistance dynamique de la LED. Cette courbe est vitale pour :

• Conception du pilote :Déterminer la tension de sortie requise d'un pilote LED à courant constant pour un courant de fonctionnement donné.
• Calcul de puissance :Calculer précisément la dissipation de puissance (P = V_F * I_F) à tout point de fonctionnement.
• Analyse thermique :Comprendre comment V_F peut varier avec la température, car la température de jonction affecte la caractéristique I-V.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions et dessins du boîtier

La LED est logée dans un boîtier PLCC2 rectangulaire. Les dimensions clés incluent une taille globale de 1,60 mm (L) x 0,80 mm (l) x 0,55 mm (H). La lentille (dôme) a une hauteur de 0,35 mm depuis la surface supérieure du corps du boîtier. Les tolérances dimensionnelles standard sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La borne cathode (-) est identifiée par un marquage vert distinctif sur la face inférieure du boîtier. L'orientation correcte de la polarité lors de l'assemblage PCB est essentielle pour un fonctionnement correct.

5.3 Patron de pastille de soudure recommandé

Un patron de pastille (empreinte) pour la conception PCB est fourni. Suivre ce patron recommandé assure une bonne formation des joints de soudure, un alignement correct et un transfert thermique efficace depuis la pastille thermique de la LED (le cas échéant) vers le PCB.

6. Directives de soudage et d'assemblage SMT

6.1 Instructions de soudage par refusion

Le dispositif est adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR) ou par convection standard. Un profil de refusion spécifique est recommandé, détaillant les phases de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement avec des limites de temps et de température. Respecter ce profil évite les chocs thermiques, assure des joints de soudure fiables et protège la structure interne de la LED et la lentille époxy des dommages dus à une chaleur excessive. Le Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL 2) doit être observé ; si l'emballage a été ouvert depuis plus de 12 mois, les composants nécessitent un séchage avant la refusion pour prévenir le "gonflement par humidité" ou le délaminage.

7. Informations d'emballage et de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies dans un emballage standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé.

• Bande porteuse :Les dimensions de la bande porteuse emboutie qui contient les LED individuelles sont spécifiées, incluant la taille des poches, le pas et la largeur de la bande.
• Bobine :Les dimensions de la bobine sur laquelle la bande porteuse est enroulée sont fournies, incluant le diamètre de la bobine, la largeur et la taille du moyeu.
• Étiquettes :La spécification inclut le format et les informations requises pour les étiquettes sur la bobine et l'emballage extérieur.

7.2 Emballage barrière à l'humidité et d'expédition

La bobine est emballée dans un sac barrière à l'humidité (MBB) avec un déshydratant et une carte indicateur d'humidité pour maintenir la sécheresse pendant le stockage et l'expédition. Ceux-ci sont ensuite emballés dans une boîte en carton adaptée à l'expédition.

8. Suggestions de conception d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Pour un fonctionnement fiable, pilotez la LED avec une source de courant constant, pas une tension constante. Une simple résistance en série peut être utilisée pour des applications de base avec une tension d'alimentation stable (par exemple, (V_CC - V_F) / I_F = R). Pour les applications automobiles ou lorsque la tension d'alimentation varie, un circuit pilote LED dédié ou un circuit régulé en courant est fortement recommandé pour maintenir une luminosité constante et protéger la LED du surcourant.

8.2 Considérations de conception critiques

• Gestion thermique :La dissipation de puissance maximale et la température de jonction ne doivent pas être dépassées. Pour un fonctionnement à haute luminosité ou à des températures ambiantes élevées, envisagez un remplissage de cuivre sur le PCB sous et autour de l'empreinte de la LED pour servir de dissipateur thermique.
• Limitation de courant :Mettez toujours en œuvre une limitation de courant appropriée. Le courant continu maximum absolu est de 30 mA. Fonctionner à ou près de cette limite nécessite une excellente conception thermique.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les entrées PCB et suivez les procédures de manipulation ESD sûres pendant l'assemblage, comme spécifié par le classement 2000 V HBM.

9. Comparaison technique et avantages

Comparée aux LED non de grade automobile ou aux anciens boîtiers traversants, ce dispositif offre plusieurs avantages clés :

• Fiabilité :L'alignement AEC-Q101 signifie des tests dans des conditions extrêmes (hautes/basses températures, humidité, choc thermique), le rendant adapté à l'environnement automobile sévère.
• Miniaturisation :L'empreinte de 1,6 x 0,8 mm permet des dispositions PCB à haute densité, permettant des conceptions d'intérieur automobile élégantes et compactes.
• Capacité de fabrication :Le boîtier SMT PLCC2 et l'approvisionnement en bande et bobine sont optimisés pour l'assemblage automatisé à haute vitesse, réduisant les coûts de fabrication et améliorant la cohérence.
• Performance optique :La combinaison d'une haute intensité lumineuse (jusqu'à 530 mcd) et d'un angle de vision large de 120 degrés fournit un éclairage excellent et uniforme pour les applications d'indicateurs et de rétroéclairage.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la tension directe typique pour les calculs de conception ?

Utilisez 3,0 V pour les calculs initiaux, mais concevez votre circuit pilote pour accommoder toute la plage de classe de 2,8 V à 3,4 V pour assurer un fonctionnement correct avec n'importe quelle LED du lot de production.

10.2 Puis-je piloter cette LED à son courant maximum de 30 mA en continu ?

Oui, mais seulement si la conception thermique garantit que la température de jonction (T_J) reste inférieure à 120 °C. À 30 mA et une V_F typique de 3,0 V, la dissipation de puissance est de 90 mW. Avec une résistance thermique de 300 °C/W, cela causerait une élévation de température de 27 °C du point de soudure à la jonction. Par conséquent, la température du point de soudure doit être maintenue en dessous de 93 °C pour que T_J reste sous 120 °C. Un dissipateur thermique adéquat sur le PCB est essentiel.

10.3 Que signifie "Niveau de sensibilité à l'humidité 2 (MSL 2)" pour mon processus de production ?

Cela signifie que les LED emballées peuvent être exposées aux conditions ambiantes de l'atelier (

11. Exemple de cas d'utilisation en conception

Scénario : Rétroéclairage d'interrupteurs de tableau de bord automobile.Un concepteur doit éclairer 10 interrupteurs tactiles sur un panneau de tableau de bord. Une couleur bleue et une luminosité uniformes sont critiques pour l'esthétique. Ils sélectionneraient des LED de la même classe de longueur d'onde (par exemple, toutes de la classe E1 : 470-472,5 nm) et de la même classe d'intensité lumineuse (par exemple, toutes de la classe J2 : 430-530 mcd) pour garantir la cohérence. Un seul pilote à courant constant capable de fournir 200 mA (10 LED * 20 mA chacune) serait utilisé. Le layout PCB inclurait un remplissage de cuivre modéré sous l'empreinte de chaque LED pour aider à la dissipation thermique, car l'environnement du tableau de bord peut devenir chaud. L'exigence MSL 2 serait communiquée au fabricant sous-traitant pour assurer une manipulation correcte avant le processus SMT.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une source de lumière semiconductrice. Elle est basée sur une puce au nitrure de gallium (GaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil d'allumage de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent à la jonction semiconductrice dans la puce. Dans ce type de matériau (semiconducteur à bande interdite directe), ce processus de recombination libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches semiconductrices détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise—dans ce cas, le bleu. La puce est encapsulée dans un boîtier plastique avec une lentille époxy moulée qui façonne la sortie de lumière et fournit une protection physique et environnementale.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED bleues efficaces basées sur le GaN a été une réalisation fondatrice de l'éclairage à l'état solide. Les tendances clés de l'industrie pertinentes pour ce type de composant incluent :

• Efficacité accrue :La recherche en cours vise à améliorer les lumens par watt (efficacité) des LED, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique pour la même sortie lumineuse.
• Fiabilité et densité de puissance plus élevées :Les avancées dans les matériaux d'encapsulation, les interfaces thermiques et la conception des puces permettent des courants et températures de fonctionnement plus élevés tout en maintenant de longues durées de vie, particulièrement critiques pour les applications automobiles.
• Miniaturisation :La poussée vers des assemblages électroniques plus petits et plus denses continue, exigeant des boîtiers LED encore plus compacts tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.
• Intégration intelligente :Une tendance plus large implique l'intégration de circuits de contrôle (pilotes, capteurs) directement avec les LED, mais pour les composants indicateurs standard comme celui-ci, l'accent reste sur les performances discrètes fiables et économiques.