Spécifications LED pleine couleur 2,8x2,7x3,0mm - Tension 1,7-3,4V - Puissance 60-68mW - Fiche technique française

1. Présentation du produit

Cette LED pleine couleur intègre des émetteurs rouge, vert et bleu dans un boîtier compact de montage en surface de 2,8 mm x 2,7 mm x 3,0 mm. La surface mate réduit considérablement l'éblouissement et améliore le contraste, ce qui la rend idéale pour les écrans vidéo de haute qualité. La LED offre une intensité lumineuse élevée avec une faible dissipation de puissance, une longue durée de vie opérationnelle et une résistance à l'eau IPX6, garantissant des performances fiables dans des environnements extérieurs et exigeants. Le niveau de sensibilité à l'humidité 5a (MSL 5a) assure une manipulation robuste lors de l'assemblage. Le produit est conforme à la directive RoHS et adapté aux processus de soudure par refusion sans plomb.

Ce dispositif est conçu pour les écrans vidéo pleine couleur, l'éclairage décoratif intérieur et extérieur, les applications de loisirs et la signalétique générale. Grâce à des longueurs d'onde soigneusement assorties et à une luminosité élevée, il offre des couleurs vives et une excellente uniformité.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

À Ts=25°C, la LED fonctionne avec un courant direct (IF) de 20 mA pour les applications typiques. Les plages de tension directe (VF) sont : Rouge 1,7 V à 2,4 V, Vert 2,7 V à 3,4 V, Bleu 2,7 V à 3,4 V. La longueur d'onde dominante (λD) varie selon la couleur : Rouge 617-628 nm, Vert 520-545 nm, Bleu 460-475 nm. La largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) est de 24 nm pour le Rouge, 38 nm pour le Vert et 30 nm pour le Bleu, offrant une pureté de couleur saturée. Les valeurs d'intensité lumineuse (IV) à 20 mA comprennent les valeurs minimale, moyenne et maximale : Rouge min 1000 mcd, moy 1500 mcd, max 2250 mcd ; Vert min 2300 mcd, moy 3500 mcd, max 5200 mcd ; Bleu min 350 mcd, moy 520 mcd, max 780 mcd. L'angle de vue (2θ1/2) est de 70-80° pour le Rouge, 60-70° pour le Vert et 75-85° pour le Bleu, assurant une large couverture.

2.2 Valeurs maximales absolues

À Ts=25°C, les valeurs maximales garantissent un fonctionnement sûr dans des conditions extrêmes : Courant direct (IF) max : Rouge 25 mA, Vert 20 mA, Bleu 20 mA ; Courant direct de crête (IFP) 80 mA pour toutes les couleurs avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. La tension inverse (VR) est de 5 V. La plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C, la température de stockage de -40°C à +100°C. Les limites de dissipation de puissance (PD) : Rouge 60 mW, Vert 68 mW, Bleu 68 mW. La tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) (HBM) est de 1000 V. Il faut veiller à ne pas dépasser ces valeurs pour éviter tout dommage permanent.

2.3 Caractéristiques thermiques

Les performances de la LED dépendent de la température. La tension directe diminue avec l'augmentation de la température, tandis que l'intensité lumineuse chute. À des températures ambiantes élevées, une déclassification du courant direct est nécessaire pour maintenir la température de jonction en sécurité. Le profil de température de soudure recommandé garantit des joints de soudure fiables sans contrainte thermique. Pour un fonctionnement à long terme, la température de surface de la LED doit être maintenue en dessous de 55°C et la température des broches en dessous de 75°C pour préserver la luminosité et la durée de vie optimales.

3. Système de classement

La LED est triée dans des catégories en fonction de l'intensité lumineuse (IV), de la tension directe (VF) et de la longueur d'onde dominante (Wd). Le classement garantit la cohérence entre les lots pour des performances d'affichage uniformes. L'étiquette comprend des codes de catégorie qui identifient le grade spécifique d'intensité, de tension, de longueur d'onde et de courant direct. Les clients peuvent sélectionner les catégories appropriées en fonction de leurs besoins d'application. Les données détaillées de classement sont fournies sur l'étiquette du produit apposée sur chaque bobine.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

Les courbes typiques montrent qu'à mesure que la tension directe augmente, le courant direct augmente de manière exponentielle. À 2,0 V, le courant du Rouge est d'environ 10 mA ; à 2,4 V, il atteint 20 mA. Le Vert et le Bleu ont des seuils de tension plus élevés. Ces courbes aident les concepteurs à définir des conditions de pilotage appropriées et à calculer la dissipation de puissance.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité lumineuse relative

L'intensité relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à 30 mA pour le Rouge et 20 mA pour le Vert/Bleu. Un fonctionnement à des courants plus faibles prolonge la durée de vie et réduit la chaleur, tandis que des courants plus élevés augmentent la luminosité mais doivent rester dans les limites maximales absolues.

4.3 Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante

L'intensité diminue à mesure que la température augmente : à 85°C, l'intensité relative chute à environ 0,6 pour le Rouge et 0,5 pour le Vert/Bleu par rapport à 25°C. La gestion thermique est essentielle dans les matrices à haute densité.

4.4 Température de soudure en fonction de la déclassification du courant direct

Au-dessus de 25°C, le courant direct admissible doit être réduit. À 85°C, le Rouge peut tolérer 18 mA, le Vert/Bleu 15 mA. Cette déclassification évite la surchauffe et garantit la fiabilité.

4.5 Distribution spectrale

Les courbes spectrales montrent des pics d'émission étroits : Rouge à ~625 nm, Vert à ~530 nm, Bleu à ~465 nm. Les bandes passantes étroites contribuent à une pureté et une saturation élevées des couleurs, essentielles pour des affichages vifs.

4.6 Angle de rayonnement

Les diagrammes de directivité (X-X et Y-Y) indiquent une large couverture angulaire. À ±45°, l'intensité relative reste supérieure à 70 % pour toutes les couleurs, assurant une distribution lumineuse uniforme sur les angles de vue.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED mesure 2,8 mm (longueur) x 2,7 mm (largeur) x 3,0 mm (hauteur). Les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. La vue de dessous montre six plots : 1R+, 2R-, 3G+, 4G-, 5B+, 6B-. La polarité est clairement indiquée. Les motifs de soudure recommandés correspondent à la disposition des plots.

5.2 Bande porteuse et bobine

Les composants sont conditionnés dans une bande porteuse aux dimensions suivantes : pas 4 mm, largeur 8 mm, taille de cavité 3,0 mm x 2,8 mm x 1,1 mm. Diamètre extérieur de la bobine 330,2 mm, diamètre du moyeu 79,5 mm, avec des tolérances spécifiques. Chaque bobine contient 2000 pièces.

5.3 Spécification de l'étiquette

L'étiquette sur chaque bobine comprend le numéro de pièce, le numéro de lot, le code de catégorie (IV, VF, Wd, IF), la quantité et le code de date. Cela permet la traçabilité et garantit une sélection correcte de la catégorie.

5.4 Emballage résistant à l'humidité

Pour protéger contre l'humidité, la LED est scellée dans un sachet en aluminium antistatique et imperméable à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Si l'indicateur montre une humidité ≥30 %, un pré-étuvage est nécessaire avant utilisation.

5.5 Carton

Les bobines sont emballées dans des cartons robustes pour le transport. Les dimensions du carton ne sont pas spécifiées mais conçues pour éviter tout dommage.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La soudure par refusion recommandée suit un profil standard sans plomb : préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60 à 120 secondes, montée en température à ≤4°C/s jusqu'à une température de crête de 250°C (max), temps au-dessus de 217°C (TL) ne dépassant pas 60 secondes, refroidissement à ≤6°C/s. Une seule refusion est autorisée. Utiliser une pâte à souder à température moyenne. Ne pas appliquer de contrainte mécanique pendant le chauffage. Après la soudure, laisser le produit refroidir à température ambiante avant de le manipuler.

6.2 Fer à souder

Si une soudure manuelle est nécessaire, maintenir la température du fer en dessous de 300°C et le temps de contact inférieur à 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée.

6.3 Réparation

La réparation doit être évitée après la soudure. Si elle est inévitable, utiliser un fer à souder à double tête et vérifier au préalable que les caractéristiques de la LED ne seront pas endommagées.

6.4 Nettoyage

Préférer une pâte à souder sans nettoyage ; si un nettoyage est nécessaire, utiliser de l'alcool isopropylique (IPA). Ne pas utiliser de nettoyage par ultrasons. Tester tout solvant alternatif au préalable pour s'assurer qu'il n'endommage pas la LED.

6.5 Précautions de stockage et de manipulation

Les emballages non ouverts ont une durée de conservation d'un an lorsqu'ils sont stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Après ouverture, souder dans les 24 heures ou stocker à ≤30°C et ≤10% HR. Condition de pré-étuvage : 65±5°C pendant 24 heures (si l'indicateur d'humidité montre ≥30% ou si la date d'expiration est dépassée). Pour un stockage plus long (2 à 6 mois ou >6 mois), cuire respectivement pendant 24h ou 48h. Toujours porter des bracelets antistatiques et s'assurer de la mise à la terre de l'équipement. Éviter tout contact direct avec la surface époxy pour éviter d'endommager le circuit interne.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Conditionnement standard : 2000 pièces par bobine. Les dimensions de la bande porteuse et de la bobine sont conformes aux spécifications EIA. L'étiquette contient le numéro de pièce, le numéro de lot, la quantité et les informations de catégorie. Les commandes doivent spécifier les codes de catégorie requis pour l'intensité, la tension et la longueur d'onde si nécessaire. Une quantité minimale de commande peut s'appliquer.

8. Notes d'application

Cette LED convient aux écrans vidéo pleine couleur extérieurs nécessitant une luminosité et un contraste élevés. La surface mate réduit la réflexion, améliorant la lisibilité en plein soleil. Pour l'éclairage décoratif intérieur, le grand angle de vue assure un éclairage uniforme. Dans les applications de loisirs, l'indice IPX6 permet une exposition à la pluie et aux éclaboussures. Les concepteurs doivent assurer une dissipation thermique adéquate, en particulier dans les matrices denses, pour maintenir la température de surface en dessous de 55°C. Utiliser des pilotes à courant constant pour maintenir une luminosité stable. Une protection contre la tension inverse est recommandée : la LED peut supporter jusqu'à 5 V en inverse, mais une polarisation inverse prolongée peut l'endommager. Pour des raisons de sécurité, maintenir la tension inverse en dessous de 10 V dans la conception du circuit.

9. Comparaison technique

Par rapport aux LED pleine couleur standard à surface brillante, cette version à surface mate offre un contraste plus élevé et moins d'éblouissement, ce qui la rend supérieure pour les murs vidéo haut de gamme. Les faibles plages de longueur d'onde (par exemple, Rouge 617-628 nm) fournissent des rouges plus saturés que les concurrents à plages plus larges. L'intensité lumineuse élevée (jusqu'à 5200 mcd pour le vert) permet une consommation d'énergie plus faible pour la même luminosité d'écran. L'indice IPX6 est un avantage distinct pour les applications extérieures, alors que de nombreux produits équivalents n'offrent que IPX4 ou aucune résistance à l'eau. La MSL 5a permet une durée de vie au sol plus longue (24 heures) par rapport à la MSL 2a (72 heures) mais nécessite un contrôle minutieux de l'humidité ; c'est un compromis pour une sensibilité à l'humidité plus élevée.

10. Foire aux questions

Q : Puis-je alimenter la LED en continu à 30 mA ?Non, le courant direct maximal absolu est de 25 mA pour le Rouge et de 20 mA pour le Vert/Bleu. Un fonctionnement continu au-dessus de ces valeurs endommagera la LED.

Q : Quelle est la durée de vie typique ?La fiche technique ne spécifie pas de durée de vie exacte, mais sur la base des tests de fiabilité (1000 heures à 85°C/85% HR, choc thermique, etc.), la LED est conçue pour une longue durée de vie (>50 000 heures dans des conditions recommandées).

Q : La LED est-elle adaptée à la vidéo pleine couleur à des taux de rafraîchissement élevés ?Oui, le temps de réponse rapide des LED (<1 μs) les rend idéales pour le dimming PWM jusqu'à plusieurs kHz.<μs) makes them ideal for PWM dimming up to several kHz.

Q : Comment interpréter le code de catégorie sur l'étiquette ?Le code de catégorie contient quatre paramètres : IV (plage d'intensité lumineuse), VF (plage de tension directe), Wd (plage de longueur d'onde dominante) et IF (courant de test). Utilisez ces informations pour assortir les LED afin d'obtenir un affichage uniforme.

Q : Puis-je effectuer une double soudure par refusion ?Non, une seule soudure par refusion est autorisée. Une double refusion peut entraîner une défaillance de la fixation de la puce ou une dégradation des liaisons par fil.

11. Étude de cas : Écran LED extérieur utilisant ce dispositif

Un fabricant a conçu un écran LED extérieur P6 pleine couleur utilisant des modules matriciels 8x8 de cette LED. La surface mate a minimisé la réflexion du soleil, atteignant une luminosité de 5000 nits avec un bon contraste. L'indice IPX6 a permis un fonctionnement sous la pluie sans encapsulation supplémentaire. Après 2000 heures de test de durée de vie accélérée à une température ambiante de 55°C, la dégradation moyenne de l'intensité était inférieure à 15 %, confirmant la fiabilité. Les faibles plages de longueur d'onde ont assuré une couleur cohérente sur tout l'écran.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif semi-conducteur basé sur l'électroluminescence de jonction p-n. Chaque puce de couleur (Rouge : AlInGaP ou GaAsP, Vert/Bleu : InGaN) émet de la lumière lorsqu'elle est polarisée en direct. La longueur d'onde est déterminée par la bande interdite du matériau semi-conducteur. Le Rouge utilise un alliage à bande interdite directe à plus faible énergie, tandis que le Vert et le Bleu utilisent du nitrure d'indium et de gallium à plus haute énergie. La surface mate est obtenue grâce à un traitement de surface qui diffuse la lumière, réduisant l'éblouissement sans perte significative d'efficacité. La conception du boîtier intègre un réflecteur et une lentille époxy claire (finition mate) qui assure également une protection mécanique et une résistance à l'humidité.

13. Tendances de développement

La tendance industrielle pour les LED pleine couleur est vers des boîtiers plus petits avec une densité de pixels plus élevée (par exemple, 2,0x2,0 mm pour les écrans 4K), une luminosité plus élevée par puce (atteignant >10 000 mcd pour le vert) et une meilleure résistance aux intempéries (IPX8). Ce boîtier de 2,8x2,7x3,0 mm représente une taille mature qui équilibre la facilité de soudure et les performances optiques. Les développements futurs pourraient se concentrer sur des plages de longueur d'onde plus étroites pour une meilleure couverture de la gamme de couleurs (par exemple, DCI-P3) et une meilleure gestion thermique pour permettre des courants de pilotage plus élevés sans vieillissement prématuré. L'utilisation d'encapsulation en silicone au lieu de l'époxy est également en augmentation pour une fiabilité accrue dans les environnements extrêmes.