Fiche technique LED rouge PLCC RF-RSRB14TS-BB - Dimensions 2,2x1,4x1,3mm - Tension 1,8-2,4V - Puissance 72mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications complètes d'une diode électroluminescente (LED) rouge conçue pour les applications de technologie de montage en surface (SMT). Le composant utilise un matériau semi-conducteur AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) déposé sur un substrat pour produire une émission de lumière rouge à haut rendement. Le boîtier principal est un Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC) aux dimensions compactes de 2,2 mm de longueur, 1,4 mm de largeur et 1,3 mm de hauteur. Cette LED est conçue pour la production de masse et vise les applications nécessitant des performances fiables et constantes dans des environnements d'assemblage automatisé.

1.1 Avantages clés et marché cible

La LED offre plusieurs caractéristiques essentielles la rendant adaptée à la fabrication électronique moderne. Elle présente un angle de vision extrêmement large, assurant une distribution lumineuse uniforme. Le composant est entièrement compatible avec les processus standards d'assemblage SMT et de refusion, facilitant la production en grande série. Il est fourni en bande et bobine pour les équipements de placement automatique. Le dispositif a un Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) de Niveau 2, indiquant que des précautions de manipulation standard sont requises. Il est conforme aux directives environnementales RoHS et REACH. Notamment, le plan de test de qualification du produit suit la norme AEC-Q101, le rendant adapté pour être considéré dans des applications de grade automobile, notamment pour l'éclairage intérieur automobile.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances de la LED sont caractérisées dans des conditions de test spécifiques, typiquement à une température ambiante (Ts) de 25°C et un courant de test standard (IF) de 20mA.

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

La tension directe (VF) varie d'un minimum de 1,8V à un maximum de 2,4V à 20mA, avec une valeur typique dépendant du classement spécifique. Le courant inverse (IR) est garanti inférieur à 10µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. L'intensité lumineuse (IV) a une large plage de 530 millicandelas (mcd) minimum à 1000 mcd maximum. La longueur d'onde dominante (WD), qui définit la couleur perçue, se situe dans le spectre rouge entre 627,5nm et 635nm. Le dispositif offre un angle de vision (2θ1/2) très large de 120 degrés, typique. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est spécifiée à 300°C/W, typique.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct continu maximal (IF) est de 30mA. Un courant direct de crête (IFP) de 100mA est autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 10ms). La tension inverse maximale (VR) est de 5V. La dissipation de puissance totale (PD) ne doit pas dépasser 72mW. Le dispositif peut supporter une Décharge Électrostatique (ESD) de 2000V selon le Modèle du Corps Humain (HBM), avec un rendement supérieur à 90%. La plage de température de fonctionnement (TOPR) est de -40°C à +100°C, identique à la plage de température de stockage (TSTG). La température de jonction maximale admissible (TJ) est de 120°C.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes basées sur des paramètres clés mesurés à IF=20mA.

3.1 Classement par tension directe

La tension directe est divisée en six classes (B1, B2, C1, C2, D1, D2), chacune couvrant une plage de 0,1V de 1,8-1,9V jusqu'à 2,3-2,4V. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des tolérances de tension plus serrées pour l'adaptation du courant dans des circuits en série ou en parallèle.

3.2 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois classes : K1 (530-650 mcd), K2 (650-800 mcd), et L1 (800-1000 mcd). Cela permet une sélection basée sur les niveaux de luminosité requis pour l'application.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui détermine la teinte du rouge, est triée en trois classes : F2 (627,5-630 nm), G1 (630-632,5 nm), et G2 (632,5-635 nm). Cela garantit une précision de cohérence de couleur au sein d'un assemblage.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement du dispositif dans des conditions variables.

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe IV)

La Figure 1-6 montre la relation entre la tension directe et le courant direct. La courbe est non linéaire, typique d'une diode. La tension augmente avec le courant, et la pente spécifique dépend des caractéristiques du semi-conducteur. Les concepteurs utilisent cette courbe pour déterminer la chute de tension à des courants de fonctionnement différents de la condition de test.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité lumineuse relative

La Figure 1-7 représente comment la sortie lumineuse (intensité relative) change avec le courant direct. Généralement, la sortie lumineuse augmente avec le courant, mais la relation peut ne pas être parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés où l'efficacité peut chuter en raison de l'échauffement.

4.3 Dépendance à la température

Les Figures 1-8 et 1-9 montrent respectivement l'effet de la température du point de soudure (Ts) sur le flux lumineux relatif et le courant direct. L'efficacité de la LED diminue typiquement lorsque la température augmente. La Figure 1-10 montre comment la tension directe diminue avec l'augmentation de la température, un coefficient de température négatif commun aux semi-conducteurs.

4.4 Diagramme de rayonnement et spectre

La Figure 1-11 est un diagramme de rayonnement (diagramme polaire) montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant le large angle de vision de 120 degrés. La Figure 1-12 montre le décalage de la longueur d'onde dominante avec le courant direct, généralement minime pour ce système de matériaux. La Figure 1-13 présente la distribution spectrale de puissance, montrant le pic étroit caractéristique d'une LED monochromatique centrée autour de la longueur d'onde dominante.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et tolérances

Le boîtier de la LED a une taille de corps de 2,2mm (L) x 1,4mm (l) x 1,3mm (H). Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,20mm sauf indication contraire. Le document inclut des vues de dessus, de côté et de dessous (Fig. 1-1, 1-2, 1-3) détaillant le contour physique.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La Figure 1-4 indique la polarité. La cathode est typiquement marquée, souvent par une encoche, un point ou un marquage vert sur le boîtier. La Figure 1-5 fournit les dimensions recommandées des pastilles de soudure (empreinte) pour la conception de PCB afin d'assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique pendant la refusion.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Instructions de soudure par refusion SMT

Une section dédiée décrit les instructions pour la soudure par refusion SMT. Bien que les détails spécifiques du profil de température (préchauffage, stabilisation, pic de refusion, refroidissement) ne soient pas fournis dans l'extrait, il souligne que le produit est adapté à tous les processus SMT. Les utilisateurs doivent se référer aux recommandations du fabricant de la pâte à souder et s'assurer que le profil ne dépasse pas les températures maximales admissibles du dispositif, en particulier la limite de température de jonction de 120°C.

6.2 Précautions de manipulation

Des précautions générales de manipulation sont listées. En raison du classement MSL Niveau 2, le dispositif doit être utilisé dans un délai spécifié après l'ouverture du sac sous atmosphère sèche ou être séché selon les directives standards IPC/JEDEC avant soudure. Des mesures de protection contre les décharges électrostatiques (ESD) sont nécessaires pendant la manipulation, comme spécifié par le classement 2000V HBM. Il faut veiller à éviter les contraintes mécaniques sur la lentille et les broches.

7. Conditionnement et fiabilité

7.1 Spécification du conditionnement

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines. La fiche technique inclut les dimensions de la poche de la bande porteuse, le diamètre de la bobine et la taille du moyeu pour être compatible avec les chargeurs SMT standards. Une spécification de formulaire d'étiquette assure la traçabilité avec des informations comme le numéro de pièce, la quantité et le code date.

7.2 Emballage résistant à l'humidité et mise en boîte

Les dispositifs sont emballés dans des sacs barrières à l'humidité avec dessiccant et cartes indicateurs d'humidité pour maintenir l'intégrité du MSL Niveau 2 pendant le stockage et le transport. Ces sacs sont ensuite conditionnés dans des cartons pour l'expédition.

7.3 Éléments de test de fiabilité et conditions

Le produit subit une série de tests de fiabilité basés sur les directives AEC-Q101. Bien que les tests et conditions spécifiques (par exemple, Durée de vie en fonctionnement à haute température, Cyclage thermique, Tests d'humidité) ne soient pas détaillés dans l'extrait, leur inclusion indique que le produit est soumis à une qualification rigoureuse pour garantir des performances à long terme dans des environnements exigeants comme les intérieurs automobiles.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale déclarée estÉclairage automobile intérieur. Cela inclut le rétroéclairage du tableau de bord, les voyants lumineux, l'éclairage des interrupteurs, l'éclairage d'ambiance et les écrans de console centrale. Sa qualification AEC-Q101 en fait un candidat pour de telles applications. Il peut également être utilisé dans l'électronique grand public, la signalétique et les indicateurs où une LED rouge SMT fiable est requise.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Le courant continu maximal est de 30mA ; fonctionner à ou en dessous de 20mA est standard pour la longévité.
Gestion thermique :Avec une résistance thermique de 300°C/W, la dissipation de puissance doit être gérée. À 20mA et une VF typique de 2,1V, la puissance est de 42mW. Assurez-vous que la conception du PCB fournit un dégagement thermique adéquat, surtout si plusieurs LED sont utilisées ou si elles fonctionnent à des courants plus élevés.
Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est très large. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être nécessaires. Le diagramme d'intensité rayonnante doit être examiné pour les exigences d'uniformité.
Sélection du classement :Pour les applications nécessitant une apparence uniforme, spécifiez des classes serrées pour la longueur d'onde dominante et l'intensité lumineuse. Pour les applications sensibles au coût, des classes plus larges peuvent être acceptables.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED rouges standards, ce dispositif offre des avantages spécifiques :
Matériau (AIGaInP) :Offre un haut rendement et une bonne stabilité de couleur en fonction de la température et du courant par rapport aux technologies plus anciennes.
Boîtier (PLCC 2,2x1,4) :Un boîtier robuste et courant offrant une bonne stabilité mécanique et une dissipation thermique par rapport aux boîtiers à l'échelle de la puce plus petits.
Qualification automobile (AEC-Q101) :C'est un différenciateur clé, impliquant des contrôles de processus et des tests de fiabilité plus stricts que les LED de grade commercial, le rendant adapté aux environnements sévères.
Angle de vision large :L'angle de 120 degrés est excellent pour les applications nécessitant un éclairage large sans optiques secondaires.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?
R : La condition de test standard est de 20mA, qui est un point de fonctionnement courant et fiable. Le maximum absolu est de 30mA en continu.

Q : Comment identifier l'anode et la cathode ?
R : Reportez-vous à la Figure 1-4 (Polarité) dans la fiche technique. La cathode est typiquement marquée sur le corps du boîtier.

Q : Un dissipateur thermique est-il requis ?
R : Pour un fonctionnement à 20mA ou moins dans des conditions ambiantes normales, un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis. Cependant, une bonne conception thermique du PCB (pastilles en cuivre) est recommandée, surtout pour plusieurs LED ou des températures ambiantes élevées.

Q : Puis-je l'utiliser pour l'éclairage automobile extérieur ?
R : La fiche technique liste spécifiquement "Éclairage automobile intérieur". Les applications extérieures ont souvent des exigences plus strictes concernant la plage de température, l'humidité et l'exposition aux UV. Consultez le fabricant pour des produits de grade extérieur.

Q : Quelle est la durée de vie typique ?
R : Bien que non explicitement indiqué, les LED qualifiées selon les normes AEC-Q101 démontrent typiquement des durées de vie très longues (des dizaines de milliers d'heures) lorsqu'elles fonctionnent dans leurs spécifications nominales.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un groupe de voyants de tableau de bord.
Un concepteur a besoin de plusieurs voyants d'avertissement/état rouges. Il sélectionne cette LED pour sa qualification automobile et son large angle de vision. Pour assurer une luminosité et une couleur uniformes, il spécifie les classes L1 pour l'intensité lumineuse (800-1000 mcd) et G1 pour la longueur d'onde dominante (630-632,5 nm). Il conçoit le PCB avec la disposition de pastilles recommandée de la Fig. 1-5. Chaque LED est pilotée par une alimentation 5V via une résistance de limitation de courant calculée pour ~18mA (légèrement en dessous du point de test de 20mA pour la marge). Des vias thermiques sont placés sous la pastille pour dissiper la chaleur vers un plan de masse interne. L'exigence MSL Niveau 2 est communiquée à l'atelier d'assemblage pour assurer une manipulation appropriée avant la soudure par refusion.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une source de lumière semi-conductrice. Le cœur est une puce constituée de couches AIGaInP déposées sur un substrat. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AIGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le rouge (~630 nm). Le boîtier plastique PLCC encapsule la puce, fournit une protection mécanique, abrite le cadre de connexion pour la connexion électrique et incorpore une lentille moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir le large angle de vision.

13. Tendances technologiques

La technologie LED continue de progresser. Pour les LED indicatrices rouges, les tendances incluent :
Efficacité accrue :Les améliorations continues des matériaux et de la croissance épitaxiale produisent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique).
Miniaturisation :Bien que le boîtier PLCC soit standard, il y a une poussée vers des boîtiers encore plus petits à l'échelle de la puce (CSP) pour les cartes à haute densité.
Fiabilité améliorée :Des normes de qualification plus strictes au-delà d'AEC-Q101, telles que des plages de température étendues et des tests de durée de vie plus longs, deviennent courantes pour les usages automobile et industriel.
Solutions intégrées :Des LED avec résistances de limitation de courant intégrées, diodes de protection (Zener pour la tension inverse) ou même des circuits intégrés pilotes sont disponibles, simplifiant la conception du circuit. Ce dispositif particulier représente un composant mature, fiable et bien caractérisé dans le paysage des LED indicatrices SMT.