Fiche technique de la LED Full Color SMD 67-235 - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 1.75-3.65V - Puissance 0.12W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La 67-235 est une LED Full Color à montage en surface (SMD) conçue pour les applications nécessitant une taille compacte, une luminosité élevée et des capacités de mélange de couleurs. Elle intègre trois puces LED individuelles (Rouge, Vert, Bleu) dans un seul boîtier en résine incolore transparente, permettant la génération d'un large spectre de couleurs. Le dispositif présente un boîtier SMT blanc avec un cadre de connexion et six broches individuelles pour le contrôle indépendant de chaque canal de couleur. Ses principaux avantages incluent un large angle de vision, une faible consommation d'énergie et une intensité lumineuse élevée, ce qui la rend adaptée aux applications de rétroéclairage et d'indicateur dans les dispositifs électroniques à espace limité.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

• Boîtier : SMT blanc, résine incolore transparente.
• Configuration des puces : 3 puces LED intégrées (Rouge RQ, Vert GC, Bleu BJ).
• Interface électrique : Boîtier à cadre de connexion avec 6 broches individuelles.
• Performances optiques : Large angle de vision, intensité lumineuse élevée.
• Fabrication : Compatible avec les procédés de soudage par refusion.
• Conformité environnementale : Sans plomb, conforme RoHS, conforme aux réglementations REACH de l'UE.
• Sans halogène : Brome (Br) <900 ppm, Chlore (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.
• Préconditionnement : Basé sur JEDEC J-STD-020D Niveau 3.

1.2 Applications cibles

Cette LED est idéale pour les applications où l'espace, l'efficacité et les capacités de couleur sont critiques. Les cas d'utilisation typiques incluent les équipements de divertissement, les panneaux d'information et signalétiques, les modules de flash pour appareils photo numériques ou téléphones portables, et l'éclairage général pour les petits dispositifs électroniques. Sa conception est particulièrement bien adaptée à une utilisation avec des guides de lumière.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti.

• Tension inverse (VR) : 12V pour le Rouge (RQ), 5V pour le Vert (GC) et le Bleu (BJ).
• Courant direct (IF) : 50mA pour RQ, 30mA pour GC et BJ.
• Courant direct de crête (IFP) : 100mA (Rapport cyclique 1/10 @1KHz).
• Dissipation de puissance (Pd) : 120mW pour RQ, 110mW pour GC/BJ.
• Limites thermiques : Température de jonction (Tj) max 125°C. Plage de température de fonctionnement (Topr) -40°C à +100°C. Plage de température de stockage (Tstg) -40°C à +110°C.
• Résistance thermique (Rth) : Jonction-Ambiance 500 K/W (RQ) et 600 K/W (GC/BJ). Jonction-Point de soudure 300 K/W (RQ) et 400 K/W (GC/BJ).
• Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) : 2000V pour RQ, 500V pour GC/BJ (vraisemblablement Modèle du Corps Humain).
• Température de soudure : Soudure par refusion à 260°C maximum pendant 30 secondes. Soudure manuelle à 350°C maximum pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Courant direct IF=20mA).

• Intensité lumineuse (Iv) : Rouge (RQ) : 450-1400 mcd. Vert (GC) : 1120-2240 mcd. Bleu (BJ) : 225-450 mcd.
• Angle de vision (2θ1/2) : 120 degrés (typique).
• Longueur d'onde : Longueur d'onde de crête (λp) : RQ~632nm, GC~518nm, BJ~468nm. Longueur d'onde dominante (λd) : RQ 617.5-629.5nm, GC 525-535nm, BJ 465-475nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) : RQ~20nm, GC~35nm, BJ~25nm.
• Tension directe (VF) : RQ : 1.75-2.75V. GC/BJ : 2.75-3.65V.
• Courant inverse (IR) : ≤10 μA à la VR nominale pour toutes les puces.

Note sur les tolérances :Intensité lumineuse ±11%, Longueur d'onde dominante ±1nm, Tension directe ±0.1V.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en "bins" basés sur des paramètres de performance clés pour assurer la cohérence en production de masse. Les concepteurs doivent spécifier les codes de bin requis lors de la commande.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

Mesuré à IF=20mA. Les codes vont de l'intensité la plus faible à la plus élevée.

• Rouge (RQ) : U1 (450-560 mcd), U2 (560-710), V1 (710-900), V2 (900-1120), AA (1120-1400).
• Vert (GC) : AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800), BA (1800-2240).
• Bleu (BJ) : S2 (225-285 mcd), T1 (285-360), T2 (360-450).

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

Définit le point de couleur de chaque puce.

• Rouge (RQ) : E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5), E6 (625.5-629.5).
• Vert (GC) : Y (525-530 nm), Z (530-535).
• Bleu (BJ) : X (465-470 nm), Y (470-475).

3.3 Binning de la tension directe

Important pour la conception du pilote et la gestion de l'alimentation.

• Rouge (RQ) : 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15), 2 (2.15-2.35), 3 (2.35-2.55), 4 (2.55-2.75).
• Vert (GC) / Bleu (BJ) : 5 (2.75-3.05V), 6 (3.05-3.35), 7 (3.35-3.65).

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

4.1 Distribution spectrale

Les courbes montrent la sortie lumineuse relative en fonction de la longueur d'onde pour chaque puce. La puce Rouge (RQ) a une largeur de bande étroite (~20nm) centrée autour de 632nm. La puce Verte (GC) a une largeur de bande plus large (~35nm) centrée près de 518nm, et la puce Bleue (BJ) a une largeur de bande moyenne (~25nm) près de 468nm. Ces données sont cruciales pour les calculs de mélange de couleurs et la conception de filtres.

4.2 Diagramme de rayonnement

Le diagramme illustre la distribution spatiale de la lumière, confirmant le large angle de vision de 120 degrés. L'intensité est relativement uniforme dans le cône de vision central, ce qui est bénéfique pour les applications nécessitant un éclairage uniforme.

4.3 Relation Courant-Tension (I-V)

Des courbes séparées pour RQ, GC et BJ montrent la relation non linéaire entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF). Les courbes démontrent la caractéristique exponentielle typique d'une diode. La puce Rouge a une tension de seuil plus basse (~1.8V) comparée aux puces Verte et Bleue (~2.8V). Ceci doit être pris en compte dans la conception du circuit, en particulier lors de l'alimentation des puces à partir d'une source de tension commune.

4.4 Longueur d'onde vs. Courant et Intensité vs. Courant

Les graphiques Longueur d'onde dominante vs. Courant direct montrent un déplacement minimal avec l'augmentation du courant, indiquant une bonne stabilité de couleur. Les graphiques Intensité lumineuse relative vs. Courant direct sont approximativement linéaires dans la plage de fonctionnement recommandée, mais satureront à des courants plus élevés en raison des effets thermiques.

4.5 Déclassement et gestion thermique

Le graphique Courant direct maximal admissible vs. Température est critique pour la fiabilité. Il montre comment le courant de fonctionnement maximal sûr doit être réduit à mesure que la température ambiante ou du point de soudure augmente. Par exemple, à 100°C, le courant admissible est significativement plus faible qu'à 25°C. Une conception appropriée du PCB pour la dissipation thermique est nécessaire pour maintenir les performances et la longévité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement SMD compact. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0.1mm sauf indication contraire) sont : Longueur totale 3.2mm, largeur 2.8mm, et hauteur 1.9mm. Le dessin détaillé spécifie l'emplacement des pastilles, le contour du composant et l'identification des broches (1 à 6). La broche 1 est typiquement la cathode de la puce Rouge, les autres broches étant attribuées aux anodes et cathodes des puces Verte et Bleue. Le brochage exact doit être vérifié sur le diagramme de dimensions pour un placement correct sur le PCB.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage

• Soudure par refusion (Recommandée) :Température de crête maximale de 260°C pendant 30 secondes maximum. Un profil de refusion standard sans plomb est adapté.
• Soudure manuelle :Si nécessaire, la température du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par joint.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

• Ces dispositifs sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez les précautions ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage.
• Stockez dans un environnement sec. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) est impliqué par le préconditionnement JEDEC J-STD-020D Niveau 3, qui correspond typiquement à MSL 3. Cela signifie que le boîtier peut être exposé aux conditions d'atelier jusqu'à 168 heures avant de nécessiter un séchage avant refusion.
• Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille pendant le placement.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Emballage résistant à l'humidité

Les dispositifs sont fournis dans un emballage résistant à l'humidité, tel que bande et bobine, pour maintenir la durée de conservation et prévenir l'absorption d'humidité.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations clés pour la traçabilité et la vérification : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité d'emballage (QTY), et les codes de binning spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE) et la Tension directe (REF). Le N° de LOT fournit la traçabilité de fabrication.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque canal de couleur doit être piloté indépendamment en utilisant une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec une source de tension. En raison des différentes tensions directes, des résistances de réglage de courant séparées sont nécessaires pour le canal Rouge et les canaux Vert/Bleu combinés si une alimentation de tension commune est utilisée. La modulation de largeur d'impulsion (PWM) est la méthode recommandée pour l'atténuation et le mélange de couleurs, car elle maintient un courant direct constant et donc des coordonnées de couleur stables.

8.2 Conception thermique

Étant donné la dissipation de puissance (jusqu'à 120mW) et la résistance thermique, le PCB agit comme le dissipateur thermique principal. Utilisez une surface de cuivre adéquate (pastilles thermiques) connectée aux points de soudure de la LED, et envisagez d'utiliser des vias thermiques vers les couches internes ou inférieures pour améliorer la dissipation thermique, en particulier dans les applications à courant élevé ou à température ambiante élevée.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large. Pour les applications avec guide de lumière, assurez-vous que l'entrée du guide est correctement alignée et dimensionnée pour capturer le cône de lumière émis. La résine transparente permet un bon mélange de couleurs lorsque les puces sont placées près d'une surface diffuse.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux points de différenciation de la 67-235 dans sa catégorie sont l'intégration de trois puces haute performance distinctes (AlGaInP pour le Rouge, InGaN pour le Vert et le Bleu) dans un boîtier très compact de 3.2x2.8mm, combinée à un large angle de vision de 120 degrés. Comparée aux LED RGB plus simples à deux broches, la configuration à six broches permet un contrôle totalement indépendant de chaque couleur, permettant une gamme de couleurs beaucoup plus large et des effets d'éclairage plus sophistiqués. Sa conformité aux normes environnementales strictes (RoHS, REACH, Sans Halogène) la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations strictes.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Puis-je piloter les trois couleurs avec la même résistance de limitation de courant ?

Non. La tension directe (VF) de la puce Rouge (1.75-2.75V) est significativement plus basse que celle des puces Verte et Bleue (2.75-3.65V). Utiliser une seule résistance à partir d'une alimentation de tension commune entraînerait un courant excessif à travers la puce Rouge ou un courant insuffisant pour les puces Verte/Bleue, conduisant à un équilibre des couleurs incorrect et à une surcontrainte potentielle. Utilisez un contrôle de courant séparé pour chaque canal.

10.2 Quelle est la signification des codes de bin (CAT, HUE, REF) ?

Ce sont des codes de classification de qualité. CAT fait référence au bin d'Intensité lumineuse (ex. : U1, AA). HUE fait référence au bin de Longueur d'onde dominante (ex. : E4, Y). REF fait référence au bin de Tension directe (ex. : 0, 5). Spécifier les bins garantit que vous recevez des LED avec des caractéristiques électriques et optiques étroitement groupées, ce qui est vital pour une performance cohérente dans les réseaux multi-LED ou les applications critiques en termes de couleur.

10.3 Comment obtenir de la lumière blanche avec cette LED RGB ?

La lumière blanche est créée en mélangeant les trois couleurs primaires (Rouge, Vert, Bleu) dans des rapports d'intensité spécifiques. Les rapports exacts dépendent du point de blanc cible (ex. : blanc froid, blanc chaud) et de la sortie spectrale spécifique des bins individuels de LED. Cela nécessite typiquement une calibration et une électronique de pilotage capable d'ajuster finement le courant pour chaque canal. Ce n'est pas une solution simple "plug-and-play" pour la lumière blanche sans circuit de contrôle approprié.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Indicateur d'état pour un dispositif portable

Un concepteur a besoin d'un indicateur d'état multicolore pour un dispositif médical portable. L'espace est extrêmement limité. La LED 67-235 est sélectionnée. Le canal Rouge est programmé pour indiquer un avertissement de batterie faible (clignotant), le Vert pour le fonctionnement normal (fixe), et le Bleu pour montrer la connectivité Bluetooth (pulsation). Un petit microcontrôleur avec trois sorties PWM pilote la LED via de simples interrupteurs à transistor. Le large angle de vision assure que l'état est visible sous différents angles sans besoin d'une lentille complexe. La faible consommation de chaque canal (20mA typique) aide à préserver l'autonomie de la batterie. La conception à six broches permet au microcontrôleur de contrôler chaque couleur indépendamment sans circuit de multiplexage supplémentaire.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans la 67-235, trois matériaux semi-conducteurs différents sont utilisés : AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour la puce Rouge, et InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) pour les puces Verte et Bleue. La composition spécifique de ces matériaux détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons. Le boîtier en résine époxy transparente sert à protéger les délicates puces semi-conductrices, agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse, et peut contenir des luminophores (bien que pas dans cette version transparente) pour modifier la couleur.

13. Tendances technologiques et contexte

La 67-235 représente une technologie mature dans le domaine des LED RGB SMD. Les tendances actuelles de l'industrie poussent simultanément dans plusieurs directions : 1)Efficacité et luminance accrues :De nouvelles structures épitaxiales et techniques de conditionnement continuent d'améliorer le flux lumineux par watt (efficacité). 2)Miniaturisation :Des tailles de boîtier encore plus petites (ex. : 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) deviennent courantes pour les dispositifs ultra-compacts. 3)Amélioration de la restitution des couleurs et de la gamme :Les développements dans les LED à conversion de luminophores et les matériaux à émission directe visent à étendre la gamme de couleurs pour les affichages et à obtenir un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevé pour l'éclairage. 4)Intelligence intégrée :Le marché voit une croissance des LED avec des circuits intégrés de contrôle intégrés (LED RGB adressables), simplifiant la conception du système. Bien que la 67-235 soit un composant discret, comprendre ces tendances aide à sélectionner la bonne technologie pour des conceptions à l'épreuve du temps, en équilibrant coût, performance et niveau d'intégration.