Fiche technique de la LED Full Color CMS 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS - Dimensions du boîtier - Tension 2,4-3,4V - Puissance 0,082-0,102W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications de la référence 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS, une LED Full Color à montage en surface (CMS). Ce composant intègre trois puces LED individuelles (Rouge, Verte, Bleue) dans un seul boîtier en résine diffuseuse blanche, permettant la génération d'un large spectre de couleurs par synthèse additive. Le dispositif est conçu pour les applications nécessitant un encombrement réduit, une intensité lumineuse élevée et un large angle de vision.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED découlent de la conception de son boîtier et du choix des matériaux. L'utilisation d'une résine incolore transparente avec un boîtier CMS diffuseur blanc garantit une excellente diffusion de la lumière et un aspect uniforme. La conception intégrée à trois puces simplifie la conception du circuit en fournissant un seul composant pour une sortie en couleur complète. Le boîtier à cadre de connexion avec six broches individuelles permet un contrôle indépendant de chaque canal de couleur. De plus, le dispositif est conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est idéale pour les applications où l'espace est limité et où une indication ou un éclairage multicolore vibrant est requis. Ses hautes performances et sa fiabilité la rendent adaptée à l'électronique grand public, aux appareils portables et à la signalétique. Les applications typiques incluent le rétroéclairage de panneaux d'information, les indicateurs d'état sur les équipements de loisirs, les modules de flash pour caméras de téléphone portable, et l'éclairage décoratif ou fonctionnel général dans les petits appareils électroniques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques du dispositif tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans ces conditions. Les valeurs clés incluent un courant direct continu (IF) de 30 mA par canal de couleur (Bleu/Jaune, Vert, Rouge), un courant direct de crête (IFP) de 60 mA par canal à un rapport cyclique de 1/10 et 1 kHz, et une dissipation de puissance (Pd) allant de 82 mW à 102 mW selon la puce. La température de jonction maximale (Tj) est de 115°C, avec une plage de température de fonctionnement (Topr) de -40°C à +85°C. Le dispositif peut résister à un niveau ESD de 2000V.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces caractéristiques sont mesurées à Ta=25°C et définissent les performances typiques du dispositif dans des conditions de test spécifiées.

2.2.1 Intensité lumineuse et angle de vision

L'intensité lumineuse (Iv) varie selon la couleur. Dans les conditions de test de IF=10mA pour le Bleu, 15mA pour le Vert et 20mA pour le Rouge, les valeurs typiques sont : Bleu : 140-355 mcd, Vert : 900-2240 mcd, Rouge : 450-1120 mcd. La sortie blanche mixte combinée a une intensité typique de 1400-3550 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est large de 120 degrés, ce qui est bénéfique pour les applications nécessitant un éclairage ou une visibilité étendue.

2.2.2 Longueur d'onde et caractéristiques spectrales

La longueur d'onde de pic (λp) est typiquement de 460 nm (Bleu), 520 nm (Vert) et 630 nm (Rouge). Les plages de longueur d'onde dominante (λd) sont : Bleu : 460-475 nm, Vert : 520-535 nm, Rouge : 617,5-629,5 nm. La largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) est d'environ 23 nm pour le Bleu, 30 nm pour le Vert et 18 nm pour le Rouge. Ces paramètres sont critiques pour la précision et la constance des couleurs dans les applications d'affichage ou d'éclairage.

2.2.3 Paramètres électriques

La tension directe (VF) pour les puces Bleue et Verte varie de 2,40V à 3,40V à leurs courants de test respectifs. La puce Rouge a une plage de tension directe plus basse de 1,75V à 2,75V à 20mA. Le dispositif inclut également une diode Zener intégrée pour la protection, avec une tension Zener (VZ) comprise entre 5,30V et 7,00V à un courant de test (IZ) de 5mA.

3. Explication du système de binning

Pour garantir la constance des couleurs et de la luminosité en production, les LED sont triées en bins (lots).

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

La sortie blanche mixte est catégorisée en bins basés sur des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale. Les codes de bin sont AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd), BB (2240-2800 mcd) et CA (2800-3550 mcd). Une tolérance de ±11% s'applique à l'intensité lumineuse.

3.2 Binning des coordonnées de chromaticité

La sortie couleur est précisément contrôlée via un binning sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Neuf bins (S1 à S9) sont définis, chacun représentant une petite zone quadrilatérale sur le plan de coordonnées x,y. Les coordonnées de chaque sommet de ces bins sont fournies dans la fiche technique. La tolérance pour les coordonnées de chromaticité est de ±0,01, garantissant un contrôle serré de la couleur pour les applications où une correspondance précise des couleurs est essentielle.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans des conditions variables.

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Une courbe de distribution spectrale typique montre l'intensité relative de la lumière émise à travers différentes longueurs d'onde pour chaque puce, superposée à la courbe de réponse standard de l'œil humain V(λ). Le diagramme des caractéristiques de rayonnement illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, qui est liée à l'angle de vision de 120 degrés.

4.2 Caractéristiques Courant-Tension (I-V)

Des courbes séparées pour les puces BY (Bleue), GR (Verte) et RTN (Rouge) tracent le courant direct en fonction de la tension directe. Ces courbes sont essentielles pour concevoir le circuit de limitation de courant approprié pour chaque canal, car la relation est non linéaire (exponentielle).

4.3 Longueur d'onde dominante vs. Courant direct

Ces courbes montrent comment la longueur d'onde dominante de chaque puce peut légèrement se déplacer avec les variations du courant direct. Cette information est importante pour les applications nécessitant une sortie couleur stable à différents niveaux de luminosité.

4.4 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Cette relation est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée, montrant comment la sortie lumineuse augmente avec le courant. Les concepteurs utilisent ceci pour atteindre les niveaux de luminosité souhaités.

4.5 Courant direct maximal admissible vs. Température

Cette courbe de déclassement est cruciale pour la fiabilité. Elle montre comment le courant direct continu maximal sûr doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente. Fonctionner au-dessus de cette courbe peut entraîner une surchauffe et réduire la durée de vie.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif a un empreinte CMS spécifique. Le dessin des dimensions du boîtier fournit toutes les mesures critiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur, les dimensions des pastilles et l'espacement des broches. Toutes les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'unité de mesure est le millimètre (mm). Cette information est vitale pour la conception du placement sur PCB afin d'assurer un ajustement et une soudure corrects.

5.2 Conception des pastilles et identification de la polarité

Le cadre de connexion à six broches permet des connexions anode/cathode individuelles pour chacune des trois puces LED. Le diagramme de dimensions de la fiche technique indique clairement la configuration des broches, montrant quelles pastilles correspondent à l'anode et à la cathode pour les puces Rouge, Verte et Bleue. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage pour garantir un fonctionnement approprié.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

La méthode de soudage recommandée est le soudage par refusion. La température de soudage maximale (Tsol) est de 260°C pendant une durée de 10 secondes. Ce profil doit être respecté afin de prévenir les dommages thermiques au boîtier de la LED, aux joints de soudure et aux liaisons internes par fils.

6.2 Soudage manuel (le cas échéant)

Bien que la refusion soit préférée, le soudage manuel est spécifié comme une alternative avec des limites plus strictes : une température maximale de 350°C pendant seulement 3 secondes. Une extrême prudence doit être prise pour localiser la chaleur et éviter une exposition prolongée.

6.3 Préconditionnement et sensibilité à l'humidité

Le dispositif est préconditionné selon JEDEC J-STD-020D Niveau 3. Ceci indique la sensibilité du composant à l'absorption d'humidité avant soudage. Pour un assemblage fiable, en particulier si le dispositif a été exposé à l'air ambiant pendant de longues périodes, les procédures de séchage appropriées selon la norme JEDEC doivent être suivies avant le soudage par refusion.

6.4 Conditions de stockage

La plage de température de stockage (Tstg) est de -40°C à +100°C. Les composants doivent être stockés dans un environnement sec et contrôlé, de préférence dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine avec dessiccant, jusqu'à leur utilisation.

7. Suggestions d'application

7.1 Circuits d'application typiques

Chaque canal de couleur nécessite une résistance de limitation de courant en série. La valeur est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - VF) / IF, où VF est la tension directe de la puce spécifique au courant souhaité (IF). En raison des différentes valeurs de VF et de IF recommandées pour chaque couleur, trois valeurs de résistance distinctes seront généralement nécessaires. Un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote LED dédié peut être utilisé pour la modulation de largeur d'impulsion (PWM) afin de contrôler la luminosité et créer des mélanges de couleurs.

7.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurez une surface de cuivre sur PCB ou des vias thermiques adéquats, surtout en fonctionnement près des courants maximaux ou à hautes températures ambiantes, pour dissiper la chaleur et maintenir la température de jonction dans les limites.
• Contrôle du courant :Utilisez toujours un pilotage à courant constant ou une résistance de limitation de courant. Une connexion directe à une source de tension provoquera un courant excessif et détruira la LED.
• Conception optique :Le large angle de vision de 120 degrés la rend adaptée à une visualisation directe. Pour les applications avec guide de lumière, considérez l'efficacité de couplage et le mélange potentiel des couleurs à l'intérieur du guide.
• Protection ESD :Bien que le dispositif ait une tenue ESD de 2000V, la mise en œuvre d'une protection ESD supplémentaire sur les lignes sensibles dans le produit fini est une bonne pratique pour la robustesse.

8. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter les trois puces avec le même courant de 20 mA ?

A : C'est possible, mais ce n'est pas recommandé selon les conditions de test. La fiche technique spécifie des courants de test optimaux de 10 mA (Bleu), 15 mA (Vert) et 20 mA (Rouge) pour les données photométriques publiées. Piloter les puces Bleue et Verte à 20 mA augmentera la sortie lumineuse mais aussi la dissipation de puissance et la température de jonction, pouvant affecter la longévité et la stabilité des couleurs. Reportez-vous toujours aux Valeurs Maximales Absolues.

Q : Comment obtenir une lumière blanche pure ?

A : Le blanc pur est obtenu en mélangeant les intensités correctes de lumière rouge, verte et bleue. En raison des variations de perception humaine et de l'efficacité des puces, les courants nécessaires ne sont pas égaux. Les données typiques d'intensité blanche mixte (1400-3550 mcd) sont mesurées avec le rapport de courant spécifique de B:10mA, G:15mA, R:20mA. Un réglage fin via PWM ou un ajustement de courant analogique peut être nécessaire pour un point blanc souhaité (par exemple, blanc froid, blanc chaud).

Q : Quel est le but de la diode Zener intégrée ?

A : La diode Zener est connectée en parallèle avec la/les puce(s) LED, probablement dans une orientation en polarisation inverse. Elle agit comme une pince de tension pour protéger la jonction LED sensible des pics de tension transitoires ou des événements de décharge électrostatique (ESD) qui pourraient autrement causer des dommages.

9. Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Les trois puces intégrées sont fabriquées à partir de différents composés semi-conducteurs : AlGaInP pour la puce Rouge, et InGaN pour les puces Verte et Bleue. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n d'une puce, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique du matériau semi-conducteur détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. En contrôlant indépendamment l'intensité de ces trois couleurs primaires (Rouge, Vert, Bleu), une vaste gamme de couleurs secondaires peut être produite par synthèse additive directement dans le boîtier diffuseur du dispositif.