Fiche technique LED bicolore 3,0x2,5x1,4mm - Tension directe 1,8-3,6V/1,8-2,4V - Dissipation de puissance 72mW/108mW - Orange/Bleu

1. Présentation du produit

Ce produit est une diode électroluminescente (LED) bicolore qui intègre une puce orange et une puce bleue dans un seul boîtier monté en surface. Les dimensions du boîtier sont de 3,0 mm x 2,5 mm x 1,4 mm. Il est conçu pour les applications d'indicateur et d'affichage à usage général nécessitant deux couleurs distinctes. Le dispositif est compatible avec les processus d'assemblage CMS standard et est conforme à la directive RoHS. Son niveau de sensibilité à l'humidité est classé Niveau 3, nécessitant une manipulation appropriée après ouverture. L'angle de vue étroit de 60 degrés fournit une sortie lumineuse focalisée, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une directivité élevée.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Toutes les caractéristiques sont mesurées à Ts = 25 °C sauf indication contraire. La LED présente une largeur de bande à mi-hauteur spectrale de 15 nm pour les deux puces. La tension directe (VF) est catégorisée en plusieurs codes pour chaque couleur afin d'assurer un tri électrique serré. Pour la puce orange, la VF varie de 1,8 V à 3,6 V dans les catégories B1 à J0. Pour la puce bleue, la VF varie de 1,8 V à 2,4 V dans les catégories B1 à D2. La longueur d'onde dominante (λd) pour l'orange est comprise entre 615 nm et 630 nm, tandis que pour le bleu elle est comprise entre 460 nm et 470 nm, mesurée à 20 mA. L'intensité lumineuse (IV) à 20 mA varie de 230 mcd à 1 200 mcd pour les deux couleurs, avec plusieurs catégories d'intensité (I00, J00, K00, L00) pour un tri fin. L'angle de vue (2θ1/2) est de 60 degrés. Le courant inverse à VR = 5 V est limité à un maximum de 10 μA. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est de 450 °C/W.

2.2 Caractéristiques maximales absolues

Les caractéristiques maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles le dispositif peut être endommagé. La dissipation de puissance (Pd) est de 72 mW pour la puce orange et de 108 mW pour la puce bleue. Le courant direct maximal (IF) est de 30 mA par puce. Le courant direct de crête (IFP) peut atteindre 60 mA à un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. La tolérance aux décharges électrostatiques (HBM) est de 1 000 V. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40 °C à +85 °C, et la température de stockage (Tstg) est également de -40 °C à +85 °C. La température de jonction (Tj) ne doit pas dépasser 95 °C. Il est essentiel de s'assurer que la dissipation de puissance ne dépasse pas ces limites et une gestion thermique appropriée doit être mise en œuvre.

3. Système de catégorisation

La LED est triée en plusieurs catégories pour fournir des distributions étroites des paramètres clés. Les catégories de tension directe pour les deux couleurs sont définies selon le tableau de spécifications. Pour l'orange : B1 (1,8-1,9 V), B2 (1,9-2,0 V), C1 (2,0-2,1 V), C2 (2,1-2,2 V), D1 (2,2-2,3 V), D2 (2,3-2,4 V), G0 (2,8-3,0 V), H0 (3,0-3,2 V), I0 (3,2-3,4 V), J0 (3,4-3,6 V). Pour le bleu : B1 (1,8-1,9 V), B2 (1,9-2,0 V), C1 (2,0-2,1 V), C2 (2,1-2,2 V), D1 (2,2-2,3 V), D2 (2,3-2,4 V). Catégories de longueur d'onde dominante : Orange – D00 (615-620 nm), E00 (620-625 nm), F00 (625-630 nm) ; Bleu – C00 (460-465 nm), D00 (465-470 nm). Catégories d'intensité lumineuse pour les deux couleurs : I00 (230-350 mcd), J00 (350-530 mcd), K00 (530-800 mcd), L00 (800-1 200 mcd). Le code de catégorie sur l'étiquette fournit l'information complète.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes typiques des caractéristiques optiques sont fournies comme référence de conception. La courbe de tension directe en fonction du courant direct (Fig.1-6) montre la relation exponentielle typique des LED. La courbe du courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig.1-7) démontre que la sortie lumineuse relative augmente linéairement avec le courant jusqu'à 30 mA. La courbe de la température de la broche en fonction de l'intensité relative (Fig.1-8) indique une diminution progressive de l'intensité à mesure que la température augmente, avec une réduction d'environ 10 % à 100 °C. La courbe de la température de la broche en fonction du courant direct (Fig.1-9) montre la réduction admissible du courant direct à mesure que la température de la broche augmente. Les courbes du courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante (Fig.1-10, Fig.1-11) révèlent un léger décalage vers le rouge pour la puce orange et un léger décalage vers le bleu pour la puce bleue lorsque le courant augmente. Le spectre d'intensité relative en fonction de la longueur d'onde (Fig.1-12) montre la distribution spectrale des deux puces avec des pics de longueur d'onde autour de 623 nm pour l'orange et 467 nm pour le bleu. Le diagramme de rayonnement (Fig.1-13) confirme un angle de vue de 60 degrés avec une distribution de type lambertienne typique.

5. Informations mécaniques et d'emballage

Les dimensions extérieures du boîtier sont de 3,00 mm x 2,50 mm x 1,40 mm avec des tolérances de ±0,2 mm. La vue de dessus montre deux puces LED : une orange (O) et une bleue (B), avec une anode commune et des cathodes séparées selon le marquage de polarité dans la vue de dessous. Les schémas de soudure (disposition des pastilles recommandée) sont fournis pour une connexion thermique et électrique optimale. Les dimensions de la bande de transport sont : largeur 8,00 mm, pas 4,00 mm, avec une profondeur de cavité du composant de 1,6 mm. Les dimensions de la bobine sont : A = 8,0 ± 0,1 mm, B = 178 ± 1 mm, C = 60 ± 1 mm, D = 13,0 ± 0,5 mm. Chaque bobine contient 2 500 pcs. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie (y compris le flux, la catégorie de chromaticité, la tension directe, la longueur d'onde), la quantité et la date.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Soudage par refusion CMS

Le profil de refusion recommandé est basé sur les normes JEDEC. Le taux de montée en température moyen de Tsmin à Tp ne doit pas dépasser 3 °C/s. Préchauffage : Tsmin = 150 °C, Tsmax = 200 °C, temps 60-120 s. Temps au-dessus de 217 °C (TL) : 60-150 s. Température de crête (Tp) : 260 °C avec un temps maximum (tp) de 10 s. Le temps à moins de 5 °C de la température de crête réelle est limité à 30 s. Le taux de refroidissement ne doit pas dépasser 6 °C/s. Le temps total de 25 °C à Tp doit être inférieur à 8 minutes. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois, avec un intervalle d'au moins 24 heures entre les cycles. Soudage manuel : température du fer à souder inférieure à 300 °C pendant moins de 3 secondes, une seule fois. La réparation après soudage n'est pas recommandée ; si elle est inévitable, utiliser un fer à souder à double tête et vérifier que les caractéristiques de la LED ne sont pas affectées.

6.2 Précautions de manipulation

Ne montez pas les LED sur un PCB déformé. Après le soudage, évitez les contraintes mécaniques ou le refroidissement rapide. L'environnement de fonctionnement doit limiter les composés soufrés à moins de 100 PPM. La teneur en halogènes (brome et chlore) doit être contrôlée : simple<900 PPM, total<1 500 PPM. Les COV provenant des matériaux de fixation peuvent pénétrer dans l'encapsulant silicone et provoquer une décoloration ; des tests de compatibilité sont recommandés. Utilisez de l'alcool isopropylique pour le nettoyage ; le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé. Conditions de stockage : avant ouverture, ≤30 °C et ≤75 % HR, durée de conservation 1 an ; après ouverture, ≤30 °C et ≤60 % HR, utilisation dans les 168 heures. Si de l'humidité a été absorbée, étuver à 60 ± 5 °C pendant >24 heures.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les LED sont livrées en emballage bande et bobine avec 2 500 pièces par bobine. La bande de transport est antistatique et la bobine est conforme à la norme EIA-481. Un sac barrière contre l'humidité avec dessiccant et carte indicatrice d'humidité assure un stockage sec. Le carton extérieur contient plusieurs bobines pour l'expédition en vrac. Les informations de commande doivent inclure le numéro de pièce complet et la spécification du code de catégorie. Exemple de numéro de pièce : RF-P13025TS-B37 (note : référence interne, la commande réelle doit spécifier les catégories souhaitées).

8. Suggestions d'application

Lors de la conception d'un circuit, incluez toujours une résistance de limitation de courant pour éviter un courant excessif dû aux variations de tension. La LED ne doit jamais être pilotée au-delà des caractéristiques maximales absolues. La gestion thermique est essentielle : assurez une dissipation thermique adéquate pour maintenir la température de jonction en dessous de 95 °C. Pour un fonctionnement bicolore, chaque puce peut être contrôlée indépendamment via des cathodes séparées. Évitez d'appliquer une tension inverse car cela pourrait endommager le composant. Pour les applications à haute fiabilité, envisagez de déclasser le courant direct à des températures ambiantes élevées. Dans les environnements à forte teneur en soufre ou en halogènes, sélectionnez des matériaux conformes aux limites recommandées. Utilisez une protection ESD appropriée lors de la manipulation et de l'assemblage.

9. Comparaison technique

Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, ce boîtier à double puce offre un gain de place significatif sur le PCB, un nombre de composants réduit et un alignement optique amélioré. L'angle de vue étroit fournit une intensité axiale plus élevée, bénéfique pour les indicateurs ponctuels. La disponibilité de catégories fines permet aux concepteurs d'apparier précisément les LED pour une couleur et une luminosité constantes. La résistance thermique est relativement plus élevée (450 °C/W) par rapport à certaines LED de puissance, donc pour les applications à courant élevé, la gestion thermique doit être soigneusement considérée.

10. Foire aux questions

Q1 : Comment choisir la catégorie de tension directe correcte ?

Sélectionnez une catégorie qui correspond à la tension et au courant de votre pilote. Pour une alimentation de 5 V avec une résistance, choisissez une catégorie VF qui permet une marge suffisante pour la chute de tension de la résistance.

Q2 : Quel est l'effet de la température sur la longueur d'onde ?

Lorsque la température de jonction augmente, la longueur d'onde dominante se déplace légèrement : l'orange se déplace vers les longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge), le bleu se déplace vers les longueurs d'onde plus courtes (décalage vers le bleu). Le décalage exact peut être dérivé des courbes typiques.

Q3 : Comment gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques ?

Utilisez des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et un emballage conducteur. Le dispositif est évalué à 1 000 V HBM, mais des événements ESD plus forts peuvent causer des dommages.

Q4 : Quelle est la durée de stockage après ouverture du sac barrière contre l'humidité ?

168 heures à ≤30 °C et ≤60 % HR. Si non utilisé dans ce délai, étuver avant utilisation.

11. Exemples d'applications pratiques

Les applications typiques incluent les indicateurs d'état (par exemple, orange pour avertissement, bleu pour fonctionnement normal), le rétroéclairage des interrupteurs et des symboles, et l'éclairage d'affichage à usage général. La capacité bicolore permet une signalisation bicolore sans nécessiter d'espace PCB supplémentaire. Par exemple, un seul indicateur peut montrer éteint (pas de lumière), veille (bleu) et actif (orange). L'angle de faisceau étroit est idéal pour les applications où la lumière doit être dirigée avec précision, comme dans les indicateurs de panneau avant ou les petits panneaux.

12. Principe de fonctionnement

Une LED est un dispositif à semi-conducteur qui émet de la lumière par électroluminescence. Lorsque le courant direct traverse la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. La puce orange est généralement basée sur le système de matériaux AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium), tandis que la puce bleue est basée sur InGaN (nitrure de gallium et d'indium). Les deux puces sont encapsulées dans une lentille en silicone claire ou diffusante pour protéger les fils de liaison et fournir l'angle de vue souhaité.

13. Tendances de développement

L'industrie des LED continue de poursuivre une efficacité (lm/W) plus élevée, une meilleure constance des couleurs et des tailles de boîtier plus petites. Les LED bicolores et multicolores deviennent de plus en plus intégrées avec des techniques de conditionnement avancées telles que le conditionnement à l'échelle de la puce (CSP) et le système en boîtier (SiP). Des matériaux d'interface thermique améliorés et de meilleures méthodes d'attache de puce aident à réduire la résistance thermique, permettant des courants de commande plus élevés. De plus, la précision de catégorisation s'améliore avec le tri automatisé, permettant des tolérances plus serrées pour des applications exigeantes comme l'éclairage automobile et médical. Les matériaux de lentille en silicone sont développés pour résister au jaunissement et améliorer la fiabilité dans les environnements difficiles. Dans l'ensemble, la tendance va vers des solutions LED multicolores plus compactes, efficaces et fiables.