Spécification LED RGB Pleine Couleur – Taille 2,8x2,7x2,45mm – Tension R:1,7-2,4V V/B:2,5-3,3V – Puissance 60/68mW par puce – Document Technique Français

1. Présentation du produit

Le RF-W1SA27HS-M42 est un boîtier LED SMD pleine couleur conçu pour les applications à contraste élevé. Il présente une surface entièrement noire pour minimiser la réflexion et maximiser le contraste dans les applications d'affichage. Les dimensions compactes de 2,8 mm x 2,7 mm x 2,45 mm le rendent adapté aux configurations à haute densité de pixels.

1.1 Description générale

Cette LED intègre trois puces distinctes rouge, verte et bleue dans un seul boîtier, capable de produire une large gamme de couleurs. Le produit est conçu avec un angle de vue extrêmement large de 110 degrés, garantissant une perception uniforme des couleurs pour un large public. Il est classé IPX6 pour la résistance à l'eau, ce qui le rend robuste pour les installations extérieures. Le niveau de sensibilité à l'humidité est 5a, nécessitant une manipulation et un stockage soigneux. De plus, le produit est conforme RoHS et compatible avec les procédés de soudure par refusion sans plomb.

1.2 Caractéristiques

• Angle de vue extrêmement large (110°)
• Haute intensité lumineuse avec faible dissipation de puissance
• Bonne fiabilité et longue durée de vie opérationnelle
• Résistant à l'eau selon la norme IPX6
• Niveau de sensibilité à l'humidité : 5a
• Conforme RoHS et compatible soudure par refusion sans plomb
• Finition de surface mate

1.3 Applications

• Écrans vidéo pleine couleur extérieurs
• Éclairage décoratif intérieur et extérieur
• Attractions de loisirs et éclairage de divertissement
• Enseignes et affichages généraux

2. Paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts=25°C)

Le tableau suivant résume les principaux paramètres électriques et optiques pour chaque puce de couleur :

Tous les paramètres mesurés à IF = 20 mA pour chaque puce, sauf indication contraire. Tolérances de mesure : tension directe ±0,1 V, longueur d'onde dominante ±1 nm, intensité lumineuse ±10 %.

2.2 Valeurs limites absolues maximales

Il faut veiller à ce que la dissipation de puissance ne dépasse pas la valeur maximale indiquée. Le produit ne doit pas être utilisé dans des conditions dépassant ces limites.

2.3 Système de classement

Les LED sont classées en lots en fonction de la tension directe (VF), de l'intensité lumineuse (Iv) et de la longueur d'onde dominante (λD). La plage de classement pour l'intensité lumineuse est de 1:1,3. Pour la longueur d'onde, les puces rouges ont un pas de 5 nm, tandis que les vertes et bleues ont un pas de 3 nm par lot. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de lot et les codes de lot pour IV, VF, Wd et IF.

3. Caractéristiques de performance

3.1 Tension directe en fonction du courant direct

Les figures 1 à 6 montrent la relation entre la tension directe et le courant direct pour chaque couleur. Lorsque la tension directe augmente, le courant direct augmente de manière non linéaire. La puce rouge a une tension de seuil plus faible que les vertes et bleues, conformément à sa plage de tension directe inférieure.

3.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La figure 1-7 illustre l'intensité relative en fonction du courant direct. L'intensité de sortie augmente avec le courant, mais le taux d'augmentation ralentit aux courants plus élevés en raison des effets thermiques.

3.3 Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante

La figure 1-8 montre l'intensité relative lorsque la température ambiante varie de -30°C à 85°C. L'intensité diminue avec l'augmentation de la température, en particulier pour la puce bleue. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir les performances.

3.4 Température de soudure en fonction du courant direct

La figure 1-9 indique le courant direct maximal admissible à différentes températures de plots de soudure. Des températures plus élevées réduisent le courant maximal pour éviter la surchauffe de la jonction de la LED.

3.5 Distribution spectrale

La figure 1-10 présente l'émission spectrale normalisée des puces rouge, verte et bleue. Le pic rouge se situe autour de 620 nm, le vert autour de 530 nm et le bleu autour de 465 nm. Les spectres sont relativement étroits, permettant une bonne pureté de couleur pour les applications d'affichage.

3.6 Diagrammes de rayonnement

Les figures 1-11 et 1-12 montrent respectivement l'intensité de rayonnement en fonction de l'angle dans les directions X-X et Y-Y. La LED présente un diagramme d'émission large, presque lambertien, avec un angle à mi-puissance d'environ 55 degrés par rapport à la normale, ce qui donne un angle de vue large total de 110 degrés.

4. Informations mécaniques

4.1 Dimensions du boîtier

Les dimensions du boîtier de la LED sont de 2,8 mm (longueur) x 2,7 mm (largeur) x 2,45 mm (hauteur). Toutes les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Le boîtier a six broches : 1R+, 2R- pour le rouge, 3G+, 4G- pour le vert, 5B+, 6B- pour le bleu. Le repère de la broche 1 est indiqué sur la vue de dessus. La vue de dessous montre les plots de soudure.

4.2 Polarité

La polarité est indiquée sur la figure 1-4. L'anode et la cathode de chaque couleur sont clairement marquées. Des circuits de protection contre l'inversion de polarité doivent être inclus dans la conception pour éviter les dommages.

4.3 Motifs de soudure

La figure 1-5 fournit la disposition recommandée des plots de soudure. Les dimensions sont fournies pour une conception correcte de l'empreinte sur le PCB. De plus, le boîtier comprend un remplissage de colle (figure 1-6) pour protéger les fils de connexion.

5. Conditionnement

5.1 Spécification de conditionnement

Les LED sont conditionnées en format bande et bobine avec 10 000 pièces par bobine. Les dimensions de la bande de transport sont indiquées sur la figure 2-1, et les dimensions de la bobine sur la figure 2-2 (diamètre extérieur 400 mm, diamètre intérieur 100 mm, largeur 12,4 mm, etc.).

5.2 Étiquette et barrière d'humidité

Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de lot, les codes de classement pour l'intensité lumineuse (IV), la tension directe (VF), la longueur d'onde (Wd), le courant direct (IF), la quantité (QTY) en milliers et le code de date. La bobine est scellée dans un sachet en aluminium antistatique et imperméable à l'humidité, avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité (HIC) pour maintenir un faible niveau d'humidité.

5.3 Carton d'emballage

Plusieurs bobines sont emballées dans un carton pour l'expédition. Les dimensions du carton sont fournies dans la figure 2-5.

6. Fiabilité

6.1 Tests de fiabilité

Le produit est testé dans diverses conditions de contrainte selon les normes JEDEC : résistance à la chaleur de soudure (260°C, 3 fois), choc thermique (-40°C à 100°C, 500 cycles), résistance à l'humidité (85°C/85% HR + refusion), stockage à haute température (100°C, 1000 h), stockage à basse température (-40°C, 1000 h), durée de vie en fonctionnement à température ambiante (25°C, 20 mA, 1000 h), test de durée de vie à haute température et haute humidité (85°C/85% HR, 10 mA, 500 h), stockage en température et humidité (85°C/85% HR, 1000 h) et test de durée de vie à basse température (-40°C, 20 mA, 1000 h).

6.2 Critères de défaillance

Après les tests de fiabilité, les LED sont évaluées selon les critères suivants : variation de tension directe inférieure à 10 %, courant inverse inférieur à 10 μA, dégradation de l'intensité lumineuse moyenne inférieure à 30 % et aucun dommage mécanique (fissures, délaminage, puces mortes).

7. Soudure par refusion CMS

7.1 Profil de refusion

Le profil de soudure par refusion recommandé est présenté dans la figure 3-1 et le tableau 3-1. Paramètres clés : taux de montée en température ≤4°C/s, préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60-120 s, temps au-dessus de 217°C (TL) ≤60 s, température de crête 245°C pendant ≤10 s, taux de refroidissement ≤6°C/s. Temps total de 25°C au pic ≤8 minutes. Une seule refusion est autorisée. L'utilisation de pâte à braser à température moyenne est recommandée.

7.2 Soudure manuelle et réparation

Si la soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder à une température inférieure à 300°C pendant moins de 3 secondes, et une seule fois. La réparation doit être évitée, mais si nécessaire, utilisez un fer à souder à double pointe. Après la soudure, laissez le produit refroidir à température ambiante avant de le manipuler.

7.3 Nettoyage

Ne nettoyez pas avec de l'eau, du benzène ou du diluant. L'alcool isopropylique (alcool) est recommandé. Évitez les liquides ioniques contenant du chlore (Cl) ou du soufre (S).

8. Précautions de manipulation

8.1 Stockage

L'emballage anti-humidité doit être stocké à ≤30°C et ≤60 % HR pendant 6 mois maximum. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 12 heures dans un environnement contrôlé (≤30°C, ≤60 % HR). Le matériel non utilisé doit être stocké à ≤30°C et ≤10 % HR et séché à 65±5°C pendant 24 heures avant la prochaine utilisation. Pour les produits ayant absorbé de l'humidité ou âgés de plus de 6 mois, le temps de séchage est augmenté (24 à 48 h) ou retour à l'usine.

8.2 Électricité statique

Les décharges électrostatiques peuvent endommager la LED, entraînant une tension directe plus faible ou une absence de luminosité. Tout équipement et personnel doivent être correctement mis à la terre. Utilisez des bracelets antistatiques, des tapis et des conteneurs.

8.3 Protection contre la tension inverse

Le courant inverse est normalement faible, mais une tension inverse excessive (au-dessus de 5 V) peut augmenter rapidement le courant de fuite et provoquer des problèmes d'échelle de gris dans les affichages. Concevez pour maintenir la tension inverse en dessous de 5 V.

8.4 Gestion thermique

Pour garantir une longue durée de vie, 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 en fonctionnement. Une bonne conception thermique du PCB et un espacement adéquat sont essentiels. La température de jonction ne doit pas dépasser 115°C.

9. Recommandations de conception d'application

Utilisez des pilotes à courant constant pour chaque couleur afin de maintenir une luminosité constante. Assurez-vous que la dissipation totale de puissance ne dépasse pas les valeurs limites maximales. Lors de l'utilisation d'un pilotage matriciel, évitez la tension inverse pendant les périodes d'arrêt. Une dégradation peut se produire si les LED ne sont pas utilisées pendant de longues périodes ; déshumidifiez avant de les réutiliser. Pour les écrans de location, le classement par lots garantit l'uniformité des couleurs. Évitez les environnements contenant du sulfure d'hydrogène ou une teneur élevée en sel.

10. Comparaison technologique

Par rapport aux LED RGB standard, ce dispositif présente une surface entièrement noire qui améliore le contraste en réduisant la réflexion de la lumière du boîtier. L'indice IPX6 offre une protection contre les puissants jets d'eau, ce qui le rend idéal pour une utilisation en extérieur. L'angle de vue large de 110 degrés dépasse de nombreux produits concurrents qui n'offrent que 90 à 100 degrés. De plus, le niveau de sensibilité à l'humidité 5a nécessite une manipulation prudente mais permet une compatibilité avec la refusion sans plomb.

11. Foire aux questions

Q : Pourquoi un séchage est-il nécessaire avant la soudure ?
R : Pour éliminer l'humidité absorbée par le boîtier, qui peut provoquer un pop-corn pendant la refusion, entraînant des dommages internes.

Q : Puis-je piloter les trois couleurs pleine simultanément ?
R : La dissipation de puissance totale maximale doit être prise en compte. Bien que chaque puce puisse fonctionner à son courant maximal, la chaleur combinée peut dépasser les limites thermiques. Un dissipateur thermique approprié et une réduction de courant sont nécessaires.

Q : Comment garantir l'uniformité des couleurs sur de nombreuses LED ?
R : Utilisez des LED provenant des mêmes codes de lot pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde. La fiche technique spécifie les plages de classement pour faciliter l'appariement.

12. Études de cas

Dans une grande installation d'écran vidéo pleine couleur extérieur, des milliers de ces LED ont été utilisées avec un pas de pixels de 10 mm. La surface entièrement noire a considérablement amélioré le rapport de contraste par rapport aux LED conventionnelles à surface grise, permettant une meilleure lisibilité en plein soleil. L'indice IPX6 a garanti un fonctionnement fiable pendant les tempêtes de pluie. Avec une gestion thermique appropriée, l'écran a atteint une luminosité de plus de 5 000 nits et une durée de vie dépassant 50 000 heures.

13. Principe de fonctionnement

Les LED RGB combinent trois puces semi-conductrices qui émettent différentes longueurs d'onde (rouge : AlInGaP, vert et bleu : InGaN). En faisant varier le courant direct de chaque puce, l'œil humain perçoit une large gamme de couleurs par synthèse additive. La conception du boîtier comprend un réflecteur et une résine transparente pour extraire efficacement la lumière et obtenir le diagramme de faisceau souhaité.

14. Tendances de développement

La tendance dans les affichages LED extérieurs est d'atteindre une luminosité plus élevée, une meilleure uniformité des couleurs et une durabilité environnementale renforcée. La surface entièrement noire et l'indice IPX6 de cette LED répondent à la demande de contraste plus élevé et de résistance aux intempéries. Les développements futurs pourraient inclure des boîtiers encore plus petits, une efficacité plus élevée et une intégration avec des systèmes de contrôle intelligents.