Fiche technique DEL jaune-vert RF-GSB170TS-BC - 2,0x1,25x0,7 mm - 1,8-2,4 V - 72 mW

1. Présentation du produit

1.1 Description générale

Le présent document spécifie la diode électroluminescente (DEL) jaune-vert RF-GSB170TS-BC. Le composant est fabriqué à partir d'une puce jaune-vert et conditionné dans un boîtier CMS compact mesurant 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Il est conçu pour les applications d'indication optique et d'éclairage à usage général nécessitant un grand angle de vue et une faible consommation d'énergie.

1.2 Caractéristiques

• Angle de vue extrêmement large : 140° typique
• Adapté à tous les processus d'assemblage CMS et de soudure par refusion
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3 (selon la norme JEDEC)
• Conforme RoHS – exempt de substances dangereuses

1.3 Applications

• Indicateurs optiques et lampes d'état
• Rétroéclairage de commutateurs et éclairage de symboles
• Rétroéclairage d'affichage
• Équipements électroniques à usage général

2. Paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C, IF=20 mA sauf indication contraire)

Les paramètres suivants sont mesurés dans les conditions de test spécifiées. La tolérance pour la tension directe est de ±0,1 V, pour la longueur d'onde dominante de ±2 nm et pour l'intensité lumineuse de ±10 %.

• Largeur de bande spectrale à mi-hauteur :15 nm typique
• Tension directe (VF) :Disponible en lots B0, C0, D0. Valeurs à 20 mA : B0 min/typ/max = 1,8/2,0/2,0 V ; C0 = 2,0/2,2/2,4 V ; D0 = 2,2/2,2/2,4 V
• Longueur d'onde dominante (λD) :Disponible en lots A10 (560,0–562,5 nm), A20 (562,5–565,0 nm), B10 (565,0–567,5 nm), B20 (567,5–570,0 nm), C10 (570,0–572,5 nm), C20 (572,5–575,0 nm)
• Intensité lumineuse (IV) :Disponible en lots C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd)
• Angle de vue (2θ1/2) :140° typique
• Courant inverse (IR) à VR=5 V :Max 10 μA
• Résistance thermique (RTHJ-S) :Max 450 °C/W

2.2 Valeurs maximales absolues (Ts=25°C)

• Dissipation de puissance (Pd) : 72 mW
• Courant direct (IF) : 30 mA
• Courant direct de crête (IFP, rapport cyclique 1/10, impulsion 0,1 ms) : 60 mA
• Décharge électrostatique (HBM) : 2000 V
• Température de fonctionnement (Topr) : -40 ~ +85°C
• Température de stockage (Tstg) : -40 ~ +85°C
• Température de jonction (Tj) : 95°C

La conception doit garantir que la température de jonction ne dépasse jamais 95°C. Une gestion thermique appropriée et des résistances de limitation de courant sont essentielles pour un fonctionnement fiable.

3. Système de tri en lots

3.1 Lots de longueurs d'onde

La longueur d'onde dominante est répartie en six lots couvrant la plage de 560 nm à 575 nm. Chaque lot s'étend sur 2,5 nm pour assurer la cohérence des couleurs. Les lots sont désignés par A10, A20, B10, B20, C10 et C20.

3.2 Lots d'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est répartie en quatre lots : C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd) et F00 (65–100 mcd). Cela permet aux clients de sélectionner le niveau de luminosité approprié pour leur application.

3.3 Lots de tension directe

La tension directe à 20 mA est regroupée en trois lots : B0 (1,8–2,0 V), C0 (2,0–2,4 V) et D0 (2,2–2,4 V). Notez que la valeur typique pour C0 et D0 est 2,2 V, tandis que pour B0 elle est de 2,0 V.

4. Courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

Comme le montre la Fig. 1-6, la tension directe augmente avec le courant direct de manière non linéaire. À 20 mA, la tension directe typique est d'environ 2,2 V (pour les lots C0/D0) ou 2,0 V (pour le lot B0). À des courants plus faibles, la tension directe diminue en conséquence.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La Fig. 1-7 illustre que l'intensité relative augmente de manière presque linéaire avec le courant direct jusqu'à environ 15 mA, puis commence à saturer. Faire fonctionner la DEL au-delà de 20 mA entraîne des rendements décroissants en sortie lumineuse et augmente la température de jonction.

4.3 Dépendance à la température

La Fig. 1-8 montre que l'intensité relative diminue à mesure que la température ambiante augmente. À 85°C, l'intensité est environ 20 % inférieure à celle à 25°C. La Fig. 1-9 indique que le courant direct maximal admissible doit être réduit à des températures de broche élevées pour maintenir la jonction en dessous de 95°C. Pour des températures de broche supérieures à 60°C, le courant doit être réduit linéairement.

4.4 Distribution spectrale

La Fig. 1-11 présente l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde. Le spectre d'émission culmine près de 570 nm avec une largeur de bande à mi-hauteur d'environ 15 nm. La couleur est perçue comme jaune-vert.

4.5 Diagramme de rayonnement

La Fig. 1-12 montre les caractéristiques de rayonnement. L'angle de vue (2θ1/2) est de 140°, ce qui indique un faisceau très large adapté aux applications d'indicateurs nécessitant une visibilité depuis une large gamme d'angles.

5. Dimensions mécaniques et conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la DEL mesure 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. La vue de dessus montre un corps rectangulaire avec une lentille circulaire. La vue de dessous indique deux plages de soudure avec marquage de polarité. Des dessins mécaniques détaillés sont fournis dans la fiche technique (Fig. 1-1 à 1-4). Toutes les dimensions sont en millimètres avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Motifs de soudure

Les plages de soudure recommandées sont présentées dans la Fig. 1-5. Les dimensions des plages sont de 3,20 mm x 1,20 mm avec un espacement de 0,80 mm. Une géométrie appropriée des plages assure une formation fiable des joints de soudure et une bonne conduction thermique.

5.3 Marquage de polarité

La cathode est identifiée par une encoche ou un marquage sur le boîtier (Fig. 1-4). L'orientation correcte doit être respectée lors de l'assemblage pour éviter les dommages dus à une tension inverse.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de soudure par refusion recommandé est présenté dans la Fig. 3-1. Paramètres clés :

• Taux de montée en température moyen (Tsmax à TP) : max 3°C/s
• Préchauffage : 150°C à 200°C, 60–120 s
• Temps au-dessus de 217°C (TL) : 60–150 s
• Température de crête (TP) : 260°C
• Temps à moins de 5°C de la crête (tp) : max 10 s
• Taux de refroidissement : max 6°C/s
• Temps total de 25°C à la crête : max 8 minutes

Ne pas effectuer la soudure par refusion plus de deux fois. Si plus de 24 heures s'écoulent entre deux cycles de soudure, les DEL peuvent absorber l'humidité et nécessiter un pré-séchage avant la deuxième refusion.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 300°C et un temps de contact ne dépassant pas 3 secondes. Un seul essai de soudure par DEL doit être effectué.

6.3 Stockage et pré-séchage

Les DEL sont expédiées dans des sachets antistatiques et barrière contre l'humidité. Stockage avant ouverture : ≤30°C, ≤75% HR, durée de conservation 1 an. Après ouverture : ≤30°C, ≤60% HR, utilisable dans les 168 heures. Si le dessiccant a expiré ou si l'indicateur d'humidité indique un changement, pré-sécher les DEL à 60±5°C pendant plus de 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur le conditionnement

7.1 Bande de transport et bobine

Les DEL sont conditionnées dans une bande de transport avec un pas de 4,0 mm, une largeur de 8,0 mm. Une bobine contient 4000 pièces. Les dimensions de la bobine sont : diamètre extérieur 178 mm, diamètre intérieur 60 mm et trou de moyeu de 13,0 mm.

7.2 Étiquetage

Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, les codes de lots pour le flux, la chromaticité, la tension directe, la longueur d'onde, la quantité et la date. Un exemple d'étiquette est présenté dans la Fig. 2-3.

7.3 Sachet barrière contre l'humidité

La bobine est placée dans un sachet barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Le sachet est ensuite scellé pour maintenir une faible humidité pendant le stockage et le transport.

8. Test de fiabilité

La DEL a été qualifiée selon les tests suivants (selon les normes JEDEC le cas échéant) :

• Soudure par refusion (260°C max, 10 s, 2 fois) : 0 défaillance(s) sur 22 échantillons
• Cycle de température (-40°C à 100°C, transition de 5 min, maintien de 30 min, 100 cycles) : 0 défaillance(s)
• Choc thermique (-40°C à 100°C, maintien de 15 min, 300 cycles) : 0 défaillance(s)
• Stockage à haute température (100°C, 1000 heures) : 0 défaillance(s)
• Stockage à basse température (-40°C, 1000 heures) : 0 défaillance(s)
• Test de durée de vie (Ta=25°C, IF=20 mA, 1000 heures) : 0 défaillance(s)

Critères d'acceptation : variation de la tension directe ≤ 1,1 fois la limite supérieure de spécification, courant inverse ≤ 2,0 fois la limite supérieure de spécification, flux lumineux ≥ 0,7 fois la limite inférieure de spécification.

9. Précautions de manipulation

9.1 Compatibilité chimique

La DEL ne doit pas être exposée à des environnements contenant des composés soufrés dépassant 100 ppm. La teneur en halogènes (brome et chlore) dans les matériaux environnants doit être individuellement inférieure à 900 ppm et combinée inférieure à 1500 ppm. Les composés organiques volatils (COV) peuvent pénétrer l'encapsulation en silicone et provoquer une décoloration. Évitez les adhésifs qui dégagent des vapeurs organiques.

9.2 Manipulation mécanique

Utilisez des pinces ou des outils appropriés pour saisir la DEL par le côté. Ne touchez pas et n'appuyez pas directement sur la surface de la lentille en silicone car cela pourrait endommager les circuits internes. Après la soudure, évitez de plier le PCB ou d'appliquer une contrainte mécanique pendant le refroidissement.

9.3 Surtension électrique et ESD

Les DEL sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) et aux surtensions électriques (EOS). Utilisez des mesures de protection ESD appropriées (postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques, emballages conducteurs). Le composant peut supporter 2000 V HBM, mais des précautions doivent encore être prises.

9.4 Gestion thermique

Pour maintenir la température de jonction en dessous de 95°C, concevez un dissipateur thermique adéquat dans la disposition du PCB. Le courant doit être réduit aux températures ambiantes élevées. La résistance thermique de 450°C/W signifie qu'un courant de 30 mA provoquera une augmentation de température de 13,5°C au-dessus du point de soudure, dans des conditions idéales.

10. Notes d'application

10.1 Applications typiques

Le grand angle de vue et la couleur jaune-vert rendent cette DEL idéale pour les indicateurs d'état sur les appareils électroniques grand public, les tableaux de bord automobiles, les panneaux de commande industriels et les dispositifs médicaux. Sa taille compacte convient aux conceptions à espace restreint.

10.2 Considérations de conception de circuit

Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série avec la DEL. La valeur de la résistance peut être calculée comme R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation. La tension directe varie selon le lot ; utilisez la valeur de lot appropriée ou prévoyez une marge. Pour les réseaux en parallèle, assurez-vous que chaque DEL a sa propre résistance pour équilibrer le courant. Une protection contre la tension inverse (par exemple, une diode de blocage) est recommandée si le circuit peut subir une polarisation inverse.

11. Principes de fonctionnement

Une DEL est une jonction semi-conductrice p-n qui émet de la lumière lorsque les électrons se recombinent avec les trous. L'énergie libérée lors de la recombinaison détermine la longueur d'onde de la lumière émise. Dans ce composant, la puce jaune-vert utilise un matériau avec une énergie de bande interdite correspondant à environ 560–575 nm. La lumière est extraite à travers une lentille en silicone transparente qui façonne également le diagramme de rayonnement. Le grand angle de vue (140°) est obtenu grâce à une géométrie de lentille spécifique et au placement de la puce.

12. Tendances de développement

Le marché des DEL visibles continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une meilleure uniformité des couleurs. Les futures générations de DEL jaune-vert pourraient atteindre une efficacité lumineuse plus élevée (lm/W) grâce à des structures épitaxiales améliorées et à la conversion par phosphore. La tendance à la miniaturisation dans les appareils portables favorise les boîtiers ultra-compacts comme cette taille de 2,0×1,25 mm. De plus, une robustesse accrue aux environnements difficiles (température élevée, humidité) est un objectif permanent.