Table des matières
- 1. Présentation du produit
- 1.1 Description générale
- 1.2 Caractéristiques
- 1.3 Applications
- 2. Dimensions du boîtier et polarité
- 2.1 Dessin mécanique
- 2.2 Motifs de soudure
- 3. Paramètres techniques
- 3.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C)
- 3.2 Caractéristiques maximales absolues (Ts=25°C)
- 3.3 Caractéristiques thermiques
- 4. Système de classement (binning)
- 4.1 Bins de tension directe
- 4.2 Bins de longueur d'onde
- 4.3 Bins d'intensité lumineuse
- 5. Courbes des caractéristiques optiques
- 5.1 Tension directe en fonction du courant direct
- 5.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
- 5.3 Effets de la température
- 5.4 Distribution spectrale
- 5.5 Diagramme de rayonnement
- 6. Informations sur l'emballage
- 6.1 Bande support et bobine
- 6.2 Spécification de l'étiquette
- 6.3 Emballage résistant à l'humidité
- 7. Tests de fiabilité
- 7.1 Éléments et conditions de test
- 7.2 Critères de défaillance
- 8. Soudure par refusion SMT
- 8.1 Profil de refusion
- 8.2 Soudure manuelle et réparation
- 8.3 Précautions
- 9. Précautions de manipulation et de stockage
- 9.1 Considérations environnementales
- 9.2 Notes de conception de circuit
- 9.3 Conditions de stockage
- 9.4 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
- 10. Notes d'application
- 10.1 Cas d'utilisation typiques
- 10.2 Considérations de conception
- 11. Questions fréquemment posées
- 11.1 Quelle est la tension directe typique ?
- 11.2 Comment gérer la sensibilité à l'humidité ?
- 11.3 Puis-je utiliser cette LED dans des applications extérieures ?
- 12. Principe de fonctionnement
- 13. Tendances de développement
- Terminologie des spécifications LED
- Performance photoelectrique
- Paramètres électriques
- Gestion thermique et fiabilité
- Emballage et matériaux
- Contrôle qualité et classement
- Tests et certification
1. Présentation du produit
1.1 Description générale
Le RF-BU1608TS-DC-E0 est une LED de couleur fabriquée à partir d'une puce bleue. Il se présente dans un boîtier compact de montage en surface de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,55 mm, ce qui le rend adapté aux applications à espace limité. Cette LED offre un angle de vue large de 120 degrés et est conçue pour tous les processus d'assemblage et de soudure SMT. Elle est conforme à la directive RoHS et possède un niveau de sensibilité à l'humidité de 3.
1.2 Caractéristiques
- Angle de vue extrêmement large (120°)
- Adapté à tous les processus d'assemblage et de soudure SMT
- Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3
- Conforme à la directive RoHS
1.3 Applications
- Indicateurs optiques
- Commutateurs et affichages de symboles
- Indication à usage général
2. Dimensions du boîtier et polarité
2.1 Dessin mécanique
Le boîtier de la LED mesure 1,6 mm (longueur) x 0,8 mm (largeur) x 0,55 mm (hauteur). Les tolérances sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. Toutes les dimensions sont en millimètres. La vue de dessus montre la position de la LED, et la vue de dessous indique la polarité. Il y a deux pastilles : la pastille 1 est l'anode et la pastille 2 est la cathode.
2.2 Motifs de soudure
Le motif de soudure recommandé (empreinte) est fourni dans la fiche technique. Il est conçu pour des performances thermiques et mécaniques optimales. Les dimensions du motif sont basées sur l'empreinte du boîtier.
3. Paramètres techniques
3.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C)
Paramètres électriques et optiques clés à IF=20mA :
| Paramètre | Symbole | Min | Typ | Max | Unité |
|---|---|---|---|---|---|
| Tension directe (Bin G1) | VF | 2.8 | - | 2.9 | V |
| Tension directe (Bin G2) | VF | 2.9 | - | 3.0 | V |
| Tension directe (Bin H1) | VF | 3.0 | - | 3.1 | V |
| Tension directe (Bin H2) | VF | 3.1 | - | 3.2 | V |
| Tension directe (Bin I1) | VF | 3.2 | - | 3.3 | V |
| Tension directe (Bin I2) | VF | 3.3 | - | 3.4 | V |
| Tension directe (Bin J1) | VF | 3.4 | - | 3.5 | V |
| Longueur d'onde dominante (Bin C00) | λD | 460 | - | 465 | nm |
| Longueur d'onde dominante (Bin D00) | λD | 465 | - | 470 | nm |
| Longueur d'onde dominante (Bin E00) | λD | 470 | - | 475 | nm |
| Longueur d'onde dominante (Bin F00) | λD | 475 | - | 480 | nm |
| Intensité lumineuse (Bin H00) | IV | 150 | - | 230 | mcd |
| Intensité lumineuse (Bin I00) | IV | 230 | - | 350 | mcd |
| Intensité lumineuse (Bin J00) | IV | 350 | - | 530 | mcd |
| Intensité lumineuse (Bin K00) | IV | 530 | - | 800 | mcd |
| Intensité lumineuse (Bin L00) | IV | 800 | - | 1200 | mcd |
| Largeur de bande à mi-hauteur spectrale | Δλ | - | 15 | - | nm |
| Angle de vue | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| Courant inverse (VR=5V) | IR | - | - | 10 | µA |
| Résistance thermique | RTHJ-S | - | - | 450 | °C/W |
Tolérances de mesure : tension directe ±0,1 V, longueur d'onde dominante ±2 nm, intensité lumineuse ±10 %.
3.2 Caractéristiques maximales absolues (Ts=25°C)
| Paramètre | Symbole | Valeur nominale | Unité |
|---|---|---|---|
| Dissipation de puissance | Pd | 105 | mW |
| Courant direct | IF | 30 | mA |
| Courant direct de crête (1/10 rapport cyclique, 0,1 ms) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | - | 1000 | V |
| Température de fonctionnement | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Température de stockage | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Température de jonction | Tj | 95 | °C |
Il faut veiller à ne pas dépasser ces valeurs nominales. Le courant maximum doit être déterminé après avoir mesuré la température du boîtier pour garantir que la température de jonction ne dépasse pas 95°C.
3.3 Caractéristiques thermiques
La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est typiquement de 450°C/W. Cela indique que pour chaque tranche de 20 mA de courant direct, l'élévation de température sera modérée. Une gestion thermique adéquate est essentielle pour maintenir les performances et la durée de vie de la LED.
4. Système de classement (binning)
4.1 Bins de tension directe
La tension directe est classée en sept groupes : G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V), J1 (3,4-3,5 V). Cela permet une conception de circuit plus serrée et une luminosité constante dans les applications.
4.2 Bins de longueur d'onde
La longueur d'onde dominante est triée en quatre bins : C00 (460-465 nm), D00 (465-470 nm), E00 (470-475 nm), F00 (475-480 nm). Ceux-ci couvrent la région bleue du bleu profond au bleu légèrement verdâtre.
4.3 Bins d'intensité lumineuse
L'intensité lumineuse est divisée en cinq bins : H00 (150-230 mcd), I00 (230-350 mcd), J00 (350-530 mcd), K00 (530-800 mcd), L00 (800-1200 mcd). Cette large gamme permet la sélection pour différents besoins de luminosité des indicateurs.
5. Courbes des caractéristiques optiques
5.1 Tension directe en fonction du courant direct
La courbe I-V typique montre une tension directe d'environ 2,8 V à 5 mA, montant jusqu'à environ 3,2 V à 25 mA. La courbe suit la relation exponentielle standard d'une diode.
5.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
L'intensité relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à 30 mA. À 20 mA, l'intensité relative est d'environ 1,0 (normalisée), et à 10 mA elle est d'environ 0,5.
5.3 Effets de la température
Lorsque la température ambiante passe de 0°C à 100°C, l'intensité relative diminue d'environ 30 %. De même, le courant direct maximal autorisé diminue avec l'augmentation de la température de la broche. À 100°C, le courant direct doit être réduit à environ 10 mA pour éviter une surchauffe.
5.4 Distribution spectrale
La distribution spectrale à 20 mA et 25°C montre un pic autour de 470 nm avec une largeur de bande à mi-hauteur de 15 nm. Le spectre est étroit, confirmant une couleur bleue saturée.
5.5 Diagramme de rayonnement
Le diagramme de rayonnement est presque lambertien avec un demi-angle large de 120 degrés. L'intensité lumineuse relative reste supérieure à 50 % jusqu'à ±60 degrés hors axe.
6. Informations sur l'emballage
6.1 Bande support et bobine
Les LED sont emballées dans une bande support d'une largeur de 8,0 ± 0,1 mm. Les dimensions de la bobine sont : diamètre extérieur 178 ± 1 mm, diamètre du moyeu intérieur 60 ± 1 mm, et diamètre du trou de broche 13,0 ± 0,5 mm. Chaque bobine contient 4000 pièces.
6.2 Spécification de l'étiquette
L'étiquette de la bobine comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de bin pour l'intensité lumineuse, le bin de chromaticité (XY), le bin de tension directe, le code de longueur d'onde (WLD), la quantité et la date de fabrication.
6.3 Emballage résistant à l'humidité
Les LED sont expédiées dans des sacs barrière contre l'humidité (MBB) avec un dessiccant. Le sac est scellé sous vide pour maintenir un environnement à faible humidité. Une carte indicatrice d'humidité peut être incluse. Le niveau MSL est 3, ce qui signifie que la durée de vie après ouverture du sac est de 168 heures, à condition que les conditions ambiantes soient inférieures à 30°C et 60 % HR.
7. Tests de fiabilité
7.1 Éléments et conditions de test
Les tests de fiabilité comprennent : soudure par refusion (260°C max, 10 sec, 2 fois), cycles de température (-40°C à 100°C, 100 cycles), choc thermique (-40°C à 100°C, 300 cycles), stockage à haute température (100°C, 1000 heures), stockage à basse température (-40°C, 1000 heures) et test de durée de vie (25°C, IF=20mA, 1000 heures). Tous les tests sont effectués sur 22 pièces avec un critère d'acceptation de 0/1.
7.2 Critères de défaillance
Les défaillances sont définies comme : augmentation de la tension directe au-delà de 1,1 fois la limite supérieure de spécification, courant inverse dépassant 2,0 fois la limite supérieure de spécification (à VR=5 V) et flux lumineux tombant en dessous de 0,7 fois la limite inférieure de spécification.
8. Soudure par refusion SMT
8.1 Profil de refusion
Le profil de refusion recommandé a les paramètres suivants : préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60-120 secondes, vitesse de montée ≤3°C/s, temps au-dessus de 217°C (TL) pendant 60-150 secondes, température de crête (TP) 260°C avec un temps maximum à moins de 5°C de la crête de 30 secondes (tp max réel 10 secondes), et vitesse de refroidissement ≤6°C/s. Le temps total de 25°C à la crête ne doit pas dépasser 8 minutes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.
8.2 Soudure manuelle et réparation
Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder à ≤300°C pendant moins de 3 secondes, et une seule fois. La réparation après refusion est déconseillée ; si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez les caractéristiques de la LED.
8.3 Précautions
Ne montez pas les LED sur des parties voilées du PCB. Évitez les contraintes mécaniques ou les vibrations pendant le refroidissement. Ne refroidissez pas rapidement après la soudure. Assurez-vous que le PCB est propre et plat.
9. Précautions de manipulation et de stockage
9.1 Considérations environnementales
La teneur en soufre dans l'environnement de fonctionnement et les matériaux d'accouplement ne doit pas dépasser 100 PPM. Teneur en halogènes : Brome<900 PPM, Chlore<900 PPM, total Brome+Chlore<1500 PPM. Évitez les composés organiques volatils (COV) qui peuvent pénétrer l'encapsulant en silicone et provoquer une décoloration.
9.2 Notes de conception de circuit
Incluez toujours une résistance de limitation de courant pour éviter les surtensions. Assurez-vous que la tension inverse n'est pas appliquée, car elle peut provoquer une migration et endommager la LED. La tension directe ne doit être appliquée que lorsque le circuit est allumé ou éteint.
9.3 Conditions de stockage
Avant d'ouvrir le sac en aluminium : stocker à ≤30°C et ≤75% HR jusqu'à 1 an à compter de la date de fabrication. Après ouverture : utiliser dans les 168 heures si stocké à ≤30°C et ≤60% HR. Si ces conditions sont dépassées, étuver les LED à 60±5°C pendant ≥24 heures.
9.4 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) et aux surtensions électriques (EOS). Suivez les précautions standard contre les ESD : utilisez des postes de travail reliés à la terre, des bracelets antistatiques et un emballage conducteur.
10. Notes d'application
10.1 Cas d'utilisation typiques
Cette LED bleue est idéale pour les indicateurs d'état, le rétroéclairage des commutateurs et des symboles, et l'indication à usage général dans l'électronique grand public, les intérieurs automobiles et les contrôles industriels.
10.2 Considérations de conception
Lors de la conception du circuit, tenez compte du bin de tension directe pour garantir une luminosité constante. L'angle de vue large (120°) permet un placement à différents angles. Pour les applications à température ambiante élevée, une réduction du courant direct est nécessaire. Utilisez un minimum de 1 once de cuivre sur le PCB pour une dissipation thermique adéquate.
11. Questions fréquemment posées
11.1 Quelle est la tension directe typique ?
La tension directe varie de 2,8 V à 3,5 V selon le bin. À 20 mA, les valeurs typiques se situent dans la plage de 3,0-3,2 V pour la plupart des bins.
11.2 Comment gérer la sensibilité à l'humidité ?
Cette LED a un niveau MSL 3. Après ouverture du sac barrière contre l'humidité, la durée de vie après ouverture est de 168 heures à ≤30°C/≤60%HR. Si elle n'est pas utilisée dans ce délai, étuver à 60°C pendant 24 heures avant la refusion.
11.3 Puis-je utiliser cette LED dans des applications extérieures ?
Elle peut être utilisée dans des applications intérieures ou extérieures tant que la plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) est respectée. Cependant, une exposition directe au soleil peut réduire le contraste. Assurez un encapsulage approprié si exposé à des environnements difficiles.
12. Principe de fonctionnement
Cette LED utilise une puce à base de nitrure de gallium (GaN) bleu qui émet de la lumière lorsqu'elle est polarisée en direct. La puce est encapsulée dans un boîtier en époxy transparent ou en silicone avec une forme de lentille optique définie pour obtenir l'angle de vue de 120°. Aucune conversion de phosphore n'est utilisée ; l'émission est une lumière bleue directe à la longueur d'onde de la puce.
13. Tendances de développement
La tendance des LED SMD est vers des boîtiers encore plus petits (comme le 0402) et une efficacité lumineuse plus élevée. Cette LED de taille 0603 offre un bon équilibre entre taille et flux lumineux. Les progrès de la technologie des puces continuent d'augmenter l'efficacité et la luminosité tout en maintenant la fiabilité. L'utilisation des LED bleues dans les applications d'indication reste forte en raison de leur haute visibilité et de leur faible consommation d'énergie.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |