LED Blanche 1.6x0.8x0.7mm - Tension directe 2.8-3.4V - Puissance 105mW - Fiche technique française

1. Présentation du produit

La série de LED blanches RF-BWB190DS-DD est un dispositif à montage en surface (CMS) haute performance conçu à l'aide d'une puce InGaN bleue recouverte de phosphore pour produire une lumière blanche. Ses dimensions compactes de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,7 mm la rendent idéale pour les applications à espace restreint, permettant des circuits imprimés à haute densité. La LED est conçue pour tous les processus standard d'assemblage CMS et de soudure, offrant un large angle de vue de 140° et un niveau de sensibilité à l'humidité de niveau 3 (MSL 3). Elle est entièrement conforme à la directive RoHS, garantissant une compatibilité environnementale.

1.1 Description générale

Cette LED blanche est fabriquée en excitant une puce bleue avec une couche de phosphore, qui convertit une partie de la lumière bleue en longueurs d'onde jaunes et vertes, produisant un large spectre blanc. Le produit est disponible en plusieurs catégories de luminosité et de couleur pour répondre à diverses exigences d'application. La conception du boîtier comprend un encapsulant en silicone transparent qui améliore l'extraction de la lumière et la fiabilité.

1.2 Caractéristiques

• Angle de vue extrêmement large : 140 degrés, adapté aux applications d'indicateurs et de rétroéclairage.
• Compatible avec tous les processus standard d'assemblage CMS et de soudure (refusion compatible jusqu'à 260 °C).
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3 (selon J-STD-020), avec conditions de stockage spécifiées.
• Conforme à la directive RoHS ; exempt de plomb, mercure, cadmium et autres substances dangereuses.
• Faible résistance thermique : 450 °C/W typ., nécessitant une gestion thermique attentive dans la conception.
• Résistance aux décharges électrostatiques (DES) : 1000 V (HBM), offrant une robustesse raisonnable aux DES.

1.3 Applications

• Indicateurs optiques : voyants, éclairage de boutons-poussoirs.
• Rétroéclairage de commutateurs et de symboles : automobile, électronique grand public, panneaux industriels.
• Éclairage général : éclairage décoratif, éclairage de panneaux de secours.
• Rétroéclairage d'affichage : petits écrans LCD ou affichages à segments.

2. Paramètres techniques – Analyse objective approfondie

Les caractéristiques électriques et optiques sont mesurées à une température ambiante de 25 °C sauf indication contraire. La LED est spécifiée à un courant d'essai de 20 mA (CC).

2.1 Tension directe (VF)

La tension directe est classée en plusieurs plages (F2 à J1) couvrant de 2,7 V min à 3,5 V max, avec des valeurs typiques entre 2,8 V et 3,4 V. Cette large plage de classement tient compte des variations de fabrication et permet aux clients de sélectionner des groupes de tension pour les conceptions en série/parallèle. La tolérance de mesure est de ±0,1 V. Au courant nominal maximum, le courant direct peut atteindre 30 mA en continu, mais la condition d'essai spécifiée est de 20 mA pour des performances typiques.

2.2 Intensité lumineuse (IV)

Les catégories d'intensité lumineuse vont de 1BE (550 mcd min) à 1FB (950 mcd min, jusqu'à 1000 mcd max), mesurées à 20 mA. Les catégories d'intensité plus élevées sont obtenues par un contrôle plus strict du phosphore et la sélection des puces. La tolérance de mesure est de ±10 %. Pour les applications nécessitant une luminosité constante, il est recommandé de spécifier une seule catégorie d'intensité.

2.3 Angle de vue

L'angle de vue (2θ1/2) est de 140 degrés typique, indiquant un diagramme d'émission très large. Cela rend la LED adaptée aux applications où l'indicateur doit être visible depuis une large gamme d'angles, comme dans l'éclairage du tableau de bord ou le mobilier urbain.

2.4 Courant inverse et résistance thermique

Le courant inverse est limité à un maximum de 10 µA à VR = 5 V (mesure impulsionnelle). La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est de 450 °C/W maximum. Cette valeur relativement élevée signifie que la LED n'est pas adaptée à un fonctionnement à haute puissance sans dissipateur thermique adéquat ; la dissipation de puissance maximale est de 105 mW. Les concepteurs doivent s'assurer que la température de jonction ne dépasse pas 95 °C.

2.5 Valeurs nominales maximales absolues

• Dissipation de puissance : 105 mW
• Courant direct : 30 mA (CC), 60 mA crête (cycle 10 %, impulsion 0,1 ms)
• DES (HBM) : 1 000 V
• Température de fonctionnement : -40 °C à +85 °C
• Température de stockage : -40 °C à +85 °C
• Température de jonction : 95 °C maximum

Le dépassement de l'une de ces valeurs nominales peut entraîner des dommages permanents. Des résistances de limitation de courant et une gestion thermique appropriées sont essentielles.

3. Système de classement en lots

La LED est triée en catégories pour la tension directe, l'intensité lumineuse et les coordonnées chromatiques afin de garantir une meilleure conformité des performances.

3.1 Catégories de tension directe

La tension directe est regroupée en codes F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1 allant de 2,7-2,8 V à 3,4-3,5 V. Chaque catégorie a une largeur de 0,1 V. Cela permet aux utilisateurs de sélectionner une plage de tension étroite pour une répartition uniforme du courant dans les chaînes en parallèle.

3.2 Catégories d'intensité lumineuse

Les catégories d'intensité sont étiquetées 1BE (550-600 mcd) à 1FB (950-1000 mcd), avec des incréments de 50 mcd par catégorie. Des catégories supérieures sont disponibles sur demande mais peuvent nécessiter une commande spéciale.

3.3 Catégories de chromaticité

La LED est proposée en plusieurs catégories de blanc (W31, W32, W51, W52, W71, W72) définies par des coordonnées CIE 1931 spécifiques. Ces catégories couvrent une plage de températures de couleur corrélées (TCC) d'environ 6000 K à 3000 K, adaptées à diverses préférences de balance des blancs. La tolérance sur les coordonnées chromatiques est de ±0,005.

4. Analyse des courbes de performance

Les caractéristiques optiques typiques sont fournies dans les courbes de la fiche technique. Points clés :

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe VF-IF montre une tension directe typique d'environ 3,2 V à 20 mA. À des courants plus faibles (par exemple 5 mA), la VF chute à environ 2,8 V. À 30 mA, la VF monte à environ 3,4 V. Cela souligne l'importance d'utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

L'intensité lumineuse relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à environ 30 mA. À 20 mA, l'intensité est d'environ 100 % (relative). À 10 mA, elle diminue à environ 50 %. Cette linéarité rend la LED adaptée à la gradation par réduction du courant.

4.3 Effets de la température

À mesure que la température de la broche augmente, l'intensité relative diminue. À 85 °C (température de la broche), l'intensité chute à environ 80 % de la valeur à 25 °C. La tension directe diminue également avec la température, ce qui peut entraîner une augmentation du courant si la tension n'est pas régulée. La conception thermique doit maintenir la jonction en dessous de 95 °C.

4.4 Longueur d'onde et distribution spectrale

La courbe spectrale culmine vers 450 nm (bleu) avec un large pic secondaire de 500 à 700 nm (jaune/rouge) dû au phosphore. La longueur d'onde dominante se déplace légèrement avec le courant : un courant plus élevé augmente la composante bleue, déplaçant la couleur vers un blanc plus froid.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement est de type Lambertien avec un large demi-angle de 70° (140° total). L'intensité relative à 90° est encore d'environ 10 % de la valeur axiale, indiquant une couverture très large.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

• Longueur : 1,60 mm
• Largeur : 0,80 mm
• Hauteur : 0,70 mm (corps), 0,80 mm avec les plots de soudure
• Tolérances : ±0,2 mm sauf indication contraire

5.2 Conception des plots de soudure

Le motif de soudure recommandé comprend deux plots rectangulaires (0,8 mm x 0,8 mm) avec une distance centre à centre de 2,4 mm. La cathode est identifiée par une encoche sur la vue de dessous.

5.3 Polarité

La polarité de la LED est marquée par un point vert ou une encoche sur le côté cathode. Une polarité incorrecte peut entraîner des dommages ; vérifiez toujours l'orientation avant la soudure.

6. Directives d'assemblage et de soudure

6.1 Profil de soudure par refusion

La soudure par refusion doit suivre le profil spécifié :

• Taux de montée en température moyen : max 3 °C/s (de Tsmin à Tp)
• Préchauffage : 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes
• Temps au-dessus de 217 °C : max 60 secondes
• Température de crête : 260 °C, max 10 secondes
• Taux de refroidissement : max 6 °C/s
• Temps total de 25 °C à la crête : max 8 minutes

La refusion ne doit pas dépasser deux fois. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles de soudure, les LED doivent être ré-étuvées pour éliminer l'humidité. Soudure manuelle : température inférieure à 300 °C, durée inférieure à 3 secondes, une seule fois.

6.2 Précautions de manipulation

• Ne pas appliquer de contrainte mécanique sur la LED pendant ou après la soudure.
• Éviter un refroidissement rapide après la refusion.
• Ne pas monter les LED sur des circuits imprimés déformés ; ne pas déformer le circuit imprimé après la soudure.
• Utiliser une protection contre les DES pendant toute la manipulation.
• Assurez-vous que la teneur en soufre de l'environnement de fonctionnement soit ≤100 ppm ;
• Éviter les composés organiques volatils (COV) qui peuvent endommager l'encapsulant en silicone.

6.3 Conditions de stockage

• Avant l'ouverture du sachet antistatique : ≤30 °C, ≤75 % HR, durée de conservation de 1 an à compter de la date.
• Après ouverture : ≤30 °C, ≤60 % HR, utilisable pendant 168 heures.
• Si les conditions sont dépassées, étuver à 60±5 °C pendant ≥24 heures avant utilisation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Détails d'emballage

Emballage standard : 4 000 pièces par bobine. Dimensions de la bande support : largeur 8 mm, pas du trou d'entraînement 2,0 mm, pas du composant 4,0 mm. Dimensions de la bobine : diamètre 178 mm (7 pouces), diamètre du moyeu 60 mm, trou du moyeu 13 mm.

7.2 Informations sur l'étiquette

Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie (incluant le flux lumineux, la chromaticité, la tension directe, la longueur d'onde), la quantité et le code date.

7.3 Code de commande

Le modèle RF-BWB190DS-DD spécifie la série. Pour une sélection exacte de la catégorie, veuillez consulter le service commercial ; des catégories personnalisées peuvent être disponibles.

8. Résumé des tests de fiabilité

La LED a passé les tests de fiabilité suivants (22 échantillons chacun, critères d'acceptation 0/1) :

• Refusion : 260 °C, 10 s, 2 fois
• Cycle de température : -40 °C à 100 °C, 100 cycles
• Choc thermique : -40 °C à 100 °C, 300 cycles
• Stockage à haute température : 100 °C, 1 000 h
• Stockage à basse température : -40 °C, 1 000 h
• Test de durée de vie : 25 °C, 20 mA, 1 000 h

Critères de défaillance : variation de VF > 10 %, IR > 2x la spécification, flux lumineux<70 % de la valeur initiale.

9. Considérations de conception

9.1 Déclassement en courant et thermique

Pour assurer une longue durée de vie, faites fonctionner la LED à un courant continu ne dépassant pas 20 mA. Utilisez une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant. Pour les températures ambiantes élevées, réduisez le courant direct pour maintenir la température de jonction en dessous de 95 °C. Le plot thermique (point de soudure) doit avoir un bon dissipateur thermique vers le plan de cuivre du circuit imprimé.

9.2 Protection du circuit

Incluez toujours une résistance en série pour limiter le courant. En cas d'utilisation en réseau, le classement en lots pour la tension directe est critique pour éviter l'accaparement du courant. Des diodes de protection contre les DES sur le circuit de commande sont recommandées pour les environnements sévères.

9.3 Compatibilité des matériaux

Évitez le contact de l'encapsulant en silicone avec des produits chimiques agressifs (acides/bases forts, solvants par exemple). Utilisez des adhésifs qui ne dégagent pas de vapeurs organiques. Protégez l'ensemble de la LED des contaminants contenant du soufre et des halogènes.

10. Principe de fonctionnement

La LED blanche fonctionne par électroluminescence : une polarisation directe provoque la recombinaison des électrons et des trous dans la puce bleue InGaN, émettant des photons bleus (environ 450 nm). Ces photons frappent une couche de phosphore (généralement YAG:Ce) qui absorbe une partie de la lumière bleue et la réémet dans un large spectre jaune-vert. La combinaison de la lumière bleue transmise et de l'émission jaune produit une lumière blanche. La composition du phosphore détermine la température de couleur corrélée et l'indice de rendu des couleurs.

11. Considérations environnementales et réglementaires

Le produit est conforme à la directive RoHS et ne contient pas de plomb, mercure, cadmium, chrome hexavalent, PBB ou PBDE ajoutés intentionnellement. Cependant, le phosphore peut contenir de petites quantités de cérium, qui est exempté. Les utilisateurs doivent se conformer aux réglementations locales pour l'élimination. La LED n'est pas classée comme dangereuse selon les directives actuelles REACH et DEEE.

12. Foire aux questions (FAQ)

12.1 Quelle est la durée de vie typique de cette LED ?

Dans des conditions nominales (20 mA, Tj ≤85 °C), la LED peut durer plus de 50 000 heures avec

12.2 Puis-je utiliser cette LED pour un éclairage de forte puissance ?

Non, la puissance maximale est de 105 mW. Elle est conçue pour des applications d'indicateur et de signalisation, pas pour l'éclairage général.

12.3 Comment choisir la bonne catégorie pour ma conception ?

Sélectionnez les catégories de tension en fonction de votre tension d'alimentation et de vos tolérances ; choisissez les catégories d'intensité pour la constance de la luminosité ; sélectionnez les catégories de chromaticité pour l'uniformité de la couleur. Pour les chaînes en série, utilisez la même catégorie de tension.

12.4 Que se passe-t-il si je dépasse les valeurs nominales maximales absolues ?

Le dépassement des valeurs nominales peut entraîner une défaillance immédiate, une dégradation prématurée ou un décalage de couleur. Incluez toujours des marges de sécurité.

13. Études de cas (exemples illustratifs)

13.1 Voyant lumineux dans un appareil électroménager

Un fabricant de machines à laver a utilisé la LED blanche 1,6x0,8mm pour le voyant de mise sous tension. Le large angle de vue permettait une visibilité depuis toutes les directions. Ils ont sélectionné la catégorie de tension H1 (3,0-3,1V) et utilisé une résistance série de 150Ω avec une alimentation de 5V, fournissant 13 mA, prolongeant ainsi la durée de vie de la LED pour correspondre à la garantie de l'appareil.

13.2 Rétroéclairage de commutateur automobile

Un fournisseur de premier rang dans l'automobile a utilisé cette LED pour le rétroéclairage des commutateurs de lève-vitres. L'angle de vue de 140° assurait un éclairage uniforme. Ils ont exigé la catégorie de couleur W31 (blanc froid) pour correspondre à la température de couleur du tableau de bord. Ils ont mis en œuvre une variation de luminosité par MLI à 200 Hz pour ajuster la luminosité la nuit. La LED a passé les tests de cyclage thermique à 85°C conformément à l'AEC-Q101 (équivalent).

14. Tendances de développement futur

La tendance pour ces petites LED blanches est vers une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité des couleurs. Les versions futures pourraient atteindre une efficacité de 150 lm/W en utilisant des phosphores plus efficaces (par exemple, des phosphores rouges-verts à base de nitrure pour un IRC élevé) et des conceptions de puce améliorées. La miniaturisation se poursuit, avec les boîtiers 1005 (1,0x0,5mm) et 0603 devenant courants. L'industrie évolue également vers des catégories de chromaticité standardisées (ellipses de MacAdam) pour réduire la variation de couleur.