Spécification de la LED bleue CMS 1,0x0,5x0,4 mm - 2,6-3,4 V - 20 mA - 70 mW - Fiche technique française

1. Présentation du produit

Le RF-BU0402TS-CE-B est une LED bleue compacte montée en surface fabriquée à l'aide d'une puce bleue à haut rendement. Elle est conçue pour les applications d'indication et d'affichage générales nécessitant un large angle de vision et une faible empreinte. Les dimensions du boîtier sont de 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm, ce qui la rend adaptée aux conceptions à espace limité. Les caractéristiques principales incluent un angle de vision extrêmement large, une compatibilité avec l'assemblage SMT standard et le brasage par refusion, un niveau de sensibilité à l'humidité de niveau 3 et la conformité RoHS. Les applications typiques incluent les indicateurs optiques, le rétroéclairage de commutateurs, les affichages de symboles et les voyants d'état polyvalents.

1.1 Description générale

La LED utilise une puce bleue qui émet dans la plage de longueurs d'onde dominantes de 465 à 475 nm. Elle est encapsulée dans un boîtier miniature de 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm avec une lentille en époxy transparent. Le dispositif est conçu pour le placement et la prise automatiques en surface et peut supporter jusqu'à deux cycles de refusion à une température de crête de 260 °C (selon les normes JEDEC).

1.2 Caractéristiques

• Angle de vision extrêmement large (140° typique).
• Adapté à tous les processus d'assemblage SMT et de soudure.
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3 (selon IPC/JEDEC J-STD-020).
• Conforme RoHS – exempt de plomb et d'autres substances restreintes.
• Disponible en plusieurs gammes de luminosité et de tension pour répondre à diverses exigences de conception.

1.3 Applications

• Indicateurs optiques dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les intérieurs automobiles.
• Rétroéclairage de commutateurs et de symboles (claviers, boutons-poussoirs).
• Rétroéclairage d'affichage pour petits écrans LCD ou affichages segmentés.
• Indication d'état polyvalente dans les équipements industriels et médicaux.

2. Paramètres techniques

Toutes les mesures électriques et optiques sont effectuées dans des conditions d'essai de Ts = 25 °C, sauf indication contraire.

2.1 Caractéristiques électriques / optiques (IF = 5 mA)

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Note : Le courant maximal doit être déterminé après mesure de la température du boîtier. La température de jonction ne doit pas dépasser le maximum nominal.

3. Système de tri

La LED est classée dans plusieurs catégories pour la tension directe, la longueur d'onde dominante et l'intensité lumineuse. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des dispositifs répondant aux exigences exactes du circuit, garantissant une luminosité et une couleur uniformes dans les systèmes multi-LED.

3.1 Catégories de tension directe

La tension directe est mesurée à IF = 5 mA. Les catégories sont étiquetées F1 à J1, couvrant une plage de 2,6 V à 3,6 V par incréments de 0,1 V. Par exemple, F1 couvre 2,6–2,8 V, F2 couvre 2,7–2,9 V, etc. La tolérance de mesure est de ±0,1 V.

3.2 Catégories de longueur d'onde dominante

Les catégories de longueur d'onde sont spécifiées à IF = 5 mA. D10 couvre 465,0–467,5 nm, D20 couvre 467,5–470,0 nm, E10 couvre 470,0–472,5 nm et E20 couvre 472,5–475,0 nm. La tolérance de mesure est de ±2 nm.

3.3 Catégories d'intensité lumineuse

Les catégories d'intensité (IV) sont classées de B00 (12–18 mcd) à F20 (80–100 mcd). Cette large gamme répond à diverses exigences de luminosité dans les indicateurs, le rétroéclairage et les affichages. La tolérance de catégorie est de ±10 %.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La tension directe typique augmente avec le courant direct. À 5 mA, la tension directe est d'environ 2,7–3,1 V selon la catégorie. La courbe est presque linéaire de 0 à 25 mA, avec une pente d'environ 0,1–0,2 V par 10 mA.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

L'intensité lumineuse relative augmente approximativement linéairement avec le courant direct jusqu'à 20 mA. À 5 mA, l'intensité est d'environ 0,3 par rapport à 20 mA. Un fonctionnement à des courants plus élevés donne une luminosité plus élevée mais augmente également la température de jonction.

4.3 Température ambiante en fonction de l'intensité relative

Lorsque la température ambiante passe de 25 °C à 100 °C, l'intensité relative diminue d'environ 10 à 15 %. Cette déclassification thermique doit être prise en compte dans les applications à haute température.

4.4 Température de la broche en fonction du courant direct

Le courant direct maximal autorisé diminue lorsque la température de la broche (point de soudure) dépasse environ 60 °C. À une température de broche de 100 °C, le courant direct continu maximal est réduit à environ 15 mA pour maintenir la jonction en dessous de 95 °C.

4.5 Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante

L'augmentation du courant direct de 0 à 30 mA provoque un léger décalage de la longueur d'onde dominante (environ +2 nm), ce qui est typique pour les LED InGaN. Cet effet est faible et généralement négligeable pour les applications d'indicateur.

4.6 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde (spectre)

La distribution spectrale culmine autour de 470 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 15 nm. L'émission est étroite, fournissant une couleur bleue saturée.

4.7 Diagramme de rayonnement

La LED présente un diagramme de rayonnement de type lambertien avec un large angle de vision de 140° (angle de demi-intensité de 70°). Cela la rend adaptée à l'indication dans de vastes zones.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier de 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm (longueur x largeur x hauteur). Elle comporte deux plots d'anode/cathode sur la face inférieure avec une polarité marquée par une encoche (voir le diagramme de polarité). La disposition recommandée des plots de soudure est de 0,5 mm x 0,6 mm par plot avec un espacement de 0,6 mm entre les plots.

5.2 Polarité et motifs de soudure

La cathode est indiquée par une petite encoche sur la vue de dessus ou de dessous. Le dispositif est conçu pour le brasage par refusion avec une ouverture typique du masque de soudure de 0,25 mm de dégagement. Toutes les dimensions sont en millimètres avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.3 Dimensions de la bande de transport et du bobine

Les pièces sont conditionnées dans une bande de transport de 8 mm de large avec un pas de 2,0 mm. Chaque bobine contient 4000 pièces. Le diamètre extérieur de la bobine est de 178 mm ±1 mm, le diamètre du moyeu est de 60 mm ±0,1 mm et la largeur est de 8,0 mm +1/-0 mm. La bande est scellée avec une bande de couverture supérieure et comprend une marque de polarité pour l'orientation.

6. Guide de brasage et d'assemblage

6.1 Profil de brasage par refusion

Le profil de refusion recommandé suit les normes JEDEC. Préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes. Le temps au-dessus de 217 °C (TL) doit être de 60 à 150 secondes. La température de crête (TP) ne doit pas dépasser 260 °C pendant plus de 10 secondes. La vitesse de refroidissement doit être inférieure à 6 °C/s. Un maximum de deux cycles de refusion est autorisé ; si le temps entre deux opérations de soudure dépasse 24 heures, les LED peuvent être endommagées.

6.2 Soudure manuelle

Si le soudage à la main est nécessaire, utilisez une température de pointe de fer à souder inférieure à 300 °C pendant moins de 3 secondes. Le soudage à la main ne doit être effectué qu'une seule fois. N'appliquez pas de force mécanique pendant le chauffage.

6.3 Réparation

La réparation n'est pas recommandée après le soudage. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez que les caractéristiques de la LED ne sont pas dégradées.

6.4 Stockage et gestion de l'humidité

La LED est sensible à l'humidité de niveau 3. Avant d'ouvrir le sachet en aluminium, stockez à ≤30 °C / ≤75 % HR jusqu'à un an à compter de la date de scellage. Après ouverture, la durée de conservation est de 168 heures à ≤30 °C / ≤60 % HR. Si la durée de stockage est dépassée ou si le dessiccant a pâli, un recuit est nécessaire : 60 °C ±5 °C pendant au moins 24 heures. Ne recuisez pas les bobines ou les barquettes à des températures plus élevées.

7. Informations sur l'emballage et la commande

L'emballage standard est de 4000 pièces par bobine. Chaque bobine est scellée dans un sachet barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie (pour le flux, la chromaticité, la tension directe et la longueur d'onde), la quantité et le code de date. Les bobines sont emballées dans des boîtes en carton pour l'expédition.

8. Notes d'application

8.1 Considérations de conception de circuit

Utilisez toujours des résistances de limitation de courant en série avec la LED pour éviter que le courant direct ne dépasse la valeur maximale absolue (20 mA continu). Même de petites variations de tension peuvent provoquer des variations importantes de courant. Le circuit de commande doit être conçu pour n'appliquer la tension directe que lorsque la LED est allumée ; la tension inverse peut provoquer une migration et des dommages.

8.2 Gestion thermique

La génération de chaleur réduit la sortie lumineuse et accélère le vieillissement. Fournissez une dissipation thermique adéquate via les plots de soudure et les plans de cuivre du PCB. La température de jonction doit rester inférieure à 95 °C. Dans les environnements à température ambiante élevée, déclassez le courant direct en conséquence.

8.3 Restrictions environnementales

L'environnement de fonctionnement doit contenir moins de 100 ppm de composés soufrés. La teneur en brome et en chlore dans les matériaux externes (encapsulants, adhésifs) doit être inférieure à 900 ppm chacun, et leur total inférieur à 1500 ppm. Les COV (composés organiques volatils) des matériaux de fixation peuvent pénétrer dans l'encapsulant silicone et provoquer une décoloration ; testez les matériaux avant utilisation.

9. Comparaison technique

Par rapport aux boîtiers standard 0603 ou 0805, l'empreinte de 1,0x0,5x0,4 mm économise de la surface de PCB tout en maintenant un large angle de vision de 140°. La faible résistance thermique (450 K/W) permet un transfert de chaleur efficace. Le tri étroit de la longueur d'onde (±2,5 nm par catégorie) offre une meilleure uniformité des couleurs que de nombreuses LED bleues génériques. La valeur ESD élevée (1000 V HBM) assure une robustesse pendant la fabrication et sur le terrain.

10. Foire aux questions (FAQ)

• Quel est le courant direct recommandé pour les applications typiques ?5–10 mA est courant pour une utilisation comme indicateur ; jusqu'à 20 mA pour une luminosité plus élevée, mais respectez les limites thermiques.
• Puis-je piloter la LED avec un signal PWM ?Oui, mais maintenez le courant de crête en dessous de 60 mA et le rapport cyclique en dessous de 10 % pour éviter la surchauffe.
• Comment dois-je stocker les bobines non ouvertes ?À ≤30 °C et ≤75 % HR, dans le sachet barrière à l'humidité d'origine.
• Que se passe-t-il si la LED est exposée à une décharge électrostatique supérieure à 1000 V ?Elle peut tomber en panne de manière catastrophique ou présenter une augmentation du courant de fuite. Utilisez une protection ESD appropriée pendant la manipulation.
• Pourquoi la tension directe varie-t-elle entre les catégories ?Les tolérances de fabrication provoquent de légères variations dans les propriétés de la puce. Le tri garantit un comportement électrique cohérent dans une catégorie donnée.

11. Études de cas d'application

11.1 Rétroéclairage d'un petit panneau LCD

Trois LED bleues (catégorie E00) ont été placées en série avec une résistance de 150 Ω et alimentées sous 5 V. Chaque LED recevait environ 10 mA. L'intensité combinée (180 mcd) a correctement rétroéclairé un affichage de caractères de 1,5 pouce.

11.2 Génération de lumière blanche

En recouvrant la LED bleue d'un phosphore jaune (non inclus), une LED blanche peut être créée. Le spectre bleu étroit (465–475 nm) est adapté à la conversion par phosphore.

11.3 Indicateur intérieur automobile

Le large angle de vision et le petit boîtier ont permis le placement dans un bouton du tableau de bord. La LED a résisté aux tests de cyclage thermique selon AEC-Q101 grâce à sa construction robuste.

12. Principe de fonctionnement

La LED est basée sur une puce semi-conductrice InGaN (nitrure de gallium et d'indium). Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons se recombinent avec les trous dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La bande interdite du matériau détermine la longueur d'onde d'émission (~470 nm pour le bleu). La puce est montée sur un cadre de connexion et encapsulée avec de l'époxy translucide pour protéger la jonction et améliorer l'extraction de la lumière.

13. Tendances de développement

La tendance pour les LED bleues miniatures continue vers des empreintes encore plus petites (par exemple 0,6x0,3x0,2 mm) et une efficacité plus élevée (jusqu'à 30 % de WPE). Une meilleure gestion thermique et une meilleure protection ESD sont intégrées. L'utilisation de LED bleues pour l'éclairage blanc converti par phosphore se développe dans les marchés de l'automobile, du mobile et de l'éclairage général. L'industrie adopte également des normes de tri plus strictes pour garantir l'uniformité des couleurs dans les applications à grand volume.