Fiche technique LED bleue 1W série céramique 3535 - Dimensions 3.5x3.5x?mm - Tension 3.2V - Puissance 1W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED bleue haute puissance 1W encapsulée dans un boîtier céramique robuste 3535. Les boîtiers céramiques offrent une gestion thermique supérieure par rapport aux boîtiers plastiques traditionnels, ce qui rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une haute fiabilité et des performances stables dans des conditions thermiques exigeantes. Les marchés cibles principaux incluent l'éclairage professionnel, les modules d'éclairage automobile et les applications industrielles spécialisées où une sortie de couleur constante et une durabilité à long terme sont critiques.

1.1 Avantages principaux

Le substrat céramique assure une excellente dissipation thermique, ce qui contribue directement à des températures de jonction plus basses, un meilleur maintien de l'efficacité lumineuse et une durée de vie opérationnelle prolongée. La conception du boîtier garantit une bonne stabilité mécanique et une résistance aux contraintes thermiques. La LED présente un large angle de vision de 120 degrés, la rendant polyvalente pour diverses conceptions optiques nécessitant un éclairage large.

2. Paramètres techniques et interprétation objective

2.1 Valeurs maximales absolues (T_s=25°C)

• Courant direct (I_F) :500 mA (continu)
• Courant d'impulsion direct (I_FP) :700 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Cycle de service ≤1/10)
• Puissance dissipée (P_D) :1700 mW
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +100°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C
• Température de jonction (T_j) :125°C
• Température de soudure (T_sld) :Soudage par refusion à 230°C ou 260°C pendant 10 secondes maximum.

Ces valeurs définissent les limites opérationnelles. Les dépasser peut causer des dommages permanents. Le courant d'impulsion permet une surcharge brève dans des applications comme les stroboscopes ou la détection pulsée.

2.2 Caractéristiques électro-optiques typiques (T_s=25°C)

• Tension directe (V_F) :Typique 3.2V, Maximum 3.4V à I_F=350mA.
• Tension inverse (V_R) :5V (Maximum).
• Longueur d'onde de crête (λ_d) :460 nm (Typique).
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 µA.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (Typique).

La tension directe est un paramètre clé pour la conception du pilote. La valeur typique de 3.2V à 350mA indique le point de fonctionnement nominal. Les concepteurs doivent tenir compte du V_F maximum pour s'assurer que la source de courant peut fournir une tension suffisante.

3. Explication du système de classification

La LED est triée (classée) selon des paramètres de performance clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Classification du flux lumineux (à 350mA)

Les LED bleues sont triées selon leur flux lumineux. Le code de classe, les valeurs de flux lumineux minimum (Min) et typique (Type) sont les suivantes :

• Code 1C :Min 14 lm, Type 16 lm
• Code 1D :Min 16 lm, Type 18 lm
• Code 1E :Min 18 lm, Type 20 lm
• Code 1F :Min 20 lm, Type 22 lm
• Code 1G :Min 22 lm, Type 24 lm

La tolérance sur le flux lumineux est de ±7%. Sélectionner une classe supérieure garantit un flux lumineux minimum plus élevé, ce qui est crucial pour atteindre les niveaux de luminosité cibles dans une conception.

3.2 Classification de la tension directe

Les LED sont également classées selon leur chute de tension directe à un courant de test pour assurer une distribution de courant uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en série. Les classes sont :

• Code 1 :2.8V à 3.0V
• Code 2 :3.0V à 3.2V
• Code 3 :3.2V à 3.4V
• Code 4 :3.4V à 3.6V

La tolérance de mesure de tension est de ±0.08V. Utiliser des LED de la même classe de tension ou de classes adjacentes dans une chaîne en série minimise le déséquilibre de courant et la surcharge potentielle des LED ayant un V_F.

plus bas.

3.3 Classification de la longueur d'onde dominante

• Pour les applications critiques en couleur, la longueur d'onde dominante est étroitement contrôlée. Les classes disponibles pour le bleu sont :Code B2 :
• 450 nm à 455 nmCode B3 :
• 455 nm à 460 nmCode B4 :

460 nm à 465 nm

Cela permet un appariement de couleur précis, essentiel dans des applications comme le rétroéclairage d'affichage ou les systèmes de mélange de couleurs.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs graphiques clés illustrant le comportement de la LED dans différentes conditions._F4.1 Courbe Tension directe vs. Courant direct (V_F-I

)

Cette courbe montre la relation non linéaire entre la tension et le courant. Elle est essentielle pour comprendre la résistance dynamique de la LED et pour concevoir des pilotes à courant constant. La courbe montre généralement une augmentation rapide du courant une fois que la tension directe dépasse le seuil de la diode.

4.2 Courbe Flux lumineux relatif vs. Courant direct

Ce graphique illustre comment le flux lumineux évolue avec le courant d'alimentation. Bien que le flux augmente avec le courant, l'efficacité (lumens par watt) diminue souvent à des courants plus élevés en raison d'une génération de chaleur accrue. Cette courbe aide à optimiser le compromis entre luminosité et efficacité pour une application donnée.

4.3 Courbe Puissance spectrale relative vs. Température de jonction_jCette courbe démontre l'effet de la température de jonction (T_j) sur la sortie spectrale de la LED. Pour les LED bleues, la longueur d'onde de crête peut se déplacer légèrement avec la température (typiquement 0.1-0.3 nm/°C). Maintenir une T

basse est crucial pour la stabilité des couleurs dans les applications sensibles.

4.4 Courbe de distribution de puissance spectrale

Ce tracé montre l'intensité de la lumière émise à travers le spectre visible. Une LED bleue aura un pic étroit et prononcé autour de sa longueur d'onde dominante (par exemple, 460 nm). La largeur à mi-hauteur (FWHM) de ce pic indique la pureté de couleur de la LED.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dessin de contour et dimensions

La LED utilise un boîtier céramique standard 3535, mesurant environ 3.5mm x 3.5mm. La hauteur exacte n'est pas spécifiée dans l'extrait fourni. Le dessin inclut des dimensions critiques telles que l'espacement des plots et la taille globale du boîtier avec les tolérances associées (par exemple, .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 Modèle de plot recommandé et conception du pochoir

La fiche technique fournit des conceptions recommandées pour le motif de pastille et le pochoir à soudure pour la disposition du PCB. Suivre ces recommandations assure une formation correcte des joints de soudure, une connexion électrique fiable et un transfert thermique optimal depuis le plot thermique de la LED vers le PCB. La conception du pochoir contrôle le volume de pâte à souder déposé.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

La LED est compatible avec les processus de soudage par refusion standard. La température de soudure maximale autorisée est de 230°C ou 260°C pour une durée ne dépassant pas 10 secondes. Il est essentiel de suivre un profil de température qui préchauffe suffisamment l'assemblage pour minimiser le choc thermique et s'assurer que la température de crête ne dépasse pas la limite spécifiée.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions ESD appropriées (par exemple, postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques) doivent être observées pendant la manipulation. Les dispositifs doivent être stockés dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine dans un environnement contrôlé (température de stockage spécifiée : -40°C à +100°C) pour éviter l'absorption d'humidité et l'oxydation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande porteuse

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée pour l'assemblage automatisé pick-and-place. La fiche technique inclut des dessins détaillés des dimensions des poches de la bande porteuse, du pas et du sens d'enroulement pour assurer la compatibilité avec l'équipement standard de technologie de montage en surface (SMT).

7.2 Emballage sur bobine

La bande porteuse est enroulée sur des bobines standard. Le type de bobine, la quantité par bobine et l'emballage extérieur doivent être spécifiés selon la norme du fabricant ou les exigences du client pour faciliter l'alimentation efficace de la ligne de production.

7.3 Système de numérotation des pièces

Le numéro de modèle suit un format structuré qui encode les attributs clés : série, type de boîtier, configuration de puce, couleur et classes de performance (par exemple, flux lumineux, tension). Comprendre cette nomenclature est essentiel pour spécifier correctement la variante de LED souhaitée. Par exemple, un code indique un boîtier céramique 3535, une seule puce de grande puissance, couleur bleue et des classes spécifiques de flux/tension/longueur d'onde.

8. Suggestions d'application

• 8.1 Scénarios d'application typiquesÉclairage architectural et commercial :
• Utilisée comme source bleue primaire dans les systèmes de mélange de couleurs RGB pour un éclairage blanc réglable ou coloré.Éclairage automobile :
• Adaptée aux feux de jour (DRL), feux de signalisation ou éclairage intérieur où une haute fiabilité est requise.Éclairage spécialisé :
• Applications nécessitant une lumière bleue haute puissance, telles que les dispositifs médicaux, les systèmes de durcissement ou l'éclairage de spectacle.Rétroéclairage :

Peut être utilisée dans les unités de rétroéclairage LCD haute luminosité, souvent combinée avec des phosphores pour créer de la lumière blanche.

• 8.2 Considérations de conceptionGestion thermique :_jMalgré les avantages du boîtier céramique, un dissipateur thermique efficace est obligatoire. Le PCB doit avoir un plot thermique connecté à des plans de masse internes ou à un dissipateur externe pour maintenir T
• en dessous de 125°C.Alimentation en courant :
• Toujours utiliser un pilote à courant constant. Le courant de fonctionnement recommandé est de 350mA, mais il peut être poussé jusqu'à 500mA avec une dérivation thermique appropriée.Conception optique :
• L'angle de vision de 120 degrés peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour obtenir le faisceau souhaité. La surface céramique peut avoir des propriétés de réflectivité différentes des boîtiers plastiques.Sélection de la classe :

Pour les réseaux multi-LED, spécifiez des classes serrées pour le flux lumineux, la tension et la longueur d'onde pour assurer une apparence et des performances uniformes.

9. Comparaison et différenciation technique

• Comparé aux boîtiers plastiques 3535 standard, cette LED céramique offre des avantages distincts :Performance thermique supérieure :_{Le matériau céramique a une conductivité thermique plus élevée que le plastique, conduisant à une résistance thermique plus faible de la jonction au point de soudure (R}th-Js
• ). Cela se traduit par une température de jonction de fonctionnement plus basse à la même puissance, ce qui conduit directement à un meilleur maintien du flux lumineux (durée de vie L70, L90) et une meilleure stabilité des couleurs.Fiabilité améliorée :
• La céramique est inerte et ne se dégrade pas ou ne jaunit pas sous une exposition à haute température ou aux UV, contrairement à certains plastiques. Cela la rend idéale pour les environnements difficiles.Robustesse mécanique :
• Le substrat céramique est plus rigide et moins sujet à la fissuration sous les contraintes de cyclage thermique.

Le compromis est généralement un coût unitaire légèrement plus élevé par rapport aux boîtiers plastiques.

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

10.1 Quelle est la différence entre le courant continu (500mA) et le courant de fonctionnement typique (350mA) ?

Le courant continu maximal absolu (500mA) est le courant le plus élevé que la LED peut supporter sans défaillance immédiate. Le courant de fonctionnement typique (350mA) est le courant recommandé pour atteindre les performances spécifiées (flux lumineux, efficacité) tout en maintenant une marge de sécurité pour la température de jonction et la fiabilité à long terme. Fonctionner à 350mA offre généralement un meilleur équilibre entre performance et durée de vie.

10.2 Pourquoi la classification de tension est-elle importante ?_FLorsque les LED sont connectées en série, le même courant traverse chacune d'elles. Si les tensions directes varient significativement, la tension totale requise par la chaîne augmente. Plus important encore, les LED avec un V_F plus bas dissiperont moins de puissance sous forme de chaleur pour le même courant, mais le pilote doit fournir suffisamment de tension pour la LED ayant le V_F le plus élevé. Utiliser des classes de V

proches garantit une tension système prévisible et une distribution de puissance uniforme.

10.3 Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

Non. Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Leur tension directe a un coefficient de température négatif et peut varier d'une unité à l'autre. Une source de tension constante entraînerait un courant non contrôlé, risquant de dépasser la valeur maximale et de provoquer une défaillance rapide. Un pilote à courant constant ou un circuit limiteur de courant est toujours requis.

10.4 Comment interpréter la classification du flux lumineux ?

Le code de classe (par exemple, 1E) définit un flux lumineux minimum garanti (18 lm) et une valeur typique (20 lm) lorsqu'il est mesuré à 350mA et 25°C de température de boîtier. Lors de la conception d'un luminaire, utiliser la valeur \"Min\" pour les calculs garantit que le produit final atteindra l'objectif de luminosité minimum même avec des variations d'une unité à l'autre.

11. Étude de cas de conception pratiqueScénario :

Conception d'une lampe de plongée sous-marine haute fiabilité nécessitant un faisceau bleu pur.

1. Mise en œuvre :Sélection de la LED :
2. Choisir cette LED bleue céramique 3535 pour sa robustesse et ses performances thermiques. Sélectionner une classe de longueur d'onde serrée (par exemple, B3 : 455-460nm) pour une couleur bleue constante et une classe de flux lumineux élevée (par exemple, 1G) pour un flux maximum.Conception thermique :
3. Le boîtier de la lampe est usiné en aluminium, servant de dissipateur thermique. Le PCB est un PCB à âme métallique (MCPCB) avec une couche diélectrique à haute conductivité thermique. Le plot thermique de la LED est soudé directement sur une grande zone de cuivre du MCPCB, qui est ensuite solidement fixée au boîtier en aluminium avec de la pâte thermique.Conception électrique :
4. Un pilote Buck à courant constant, étanche et efficace, est conçu pour fournir un courant stable de 350mA à partir d'une batterie lithium-ion. Le pilote inclut une protection contre les surtensions, l'inversion de polarité et l'arrêt thermique.Conception optique :
5. Une lentille de collimation TIR (réflexion interne totale) secondaire est utilisée sur la LED pour réduire le faisceau de 120 degrés à un spot de 10 degrés pour une pénétration à longue distance dans l'eau.Résultat :

La lampe finale atteint une haute luminosité, une sortie de couleur stable même après une utilisation prolongée et une excellente fiabilité dans un environnement difficile, en tirant parti des avantages inhérents de la LED céramique.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une diode électroluminescente (LED) est un dispositif semi-conducteur qui émet de la lumière lorsqu'un courant électrique la traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans une LED bleue, le matériau semi-conducteur (généralement à base de nitrure de gallium-indium - InGaN) est conçu avec une bande interdite spécifique. Lorsque les électrons se recombinent avec les trous d'électrons dans le dispositif, l'énergie est libérée sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par la bande interdite du matériau semi-conducteur. Le boîtier céramique sert de support mécanique, fournit les connexions électriques via des fils de liaison à l'anode et à la cathode, et surtout, agit comme un chemin efficace pour évacuer la chaleur de la jonction semi-conductrice, ce qui est critique pour les performances et la longévité.

13. Tendances et évolutions technologiques

• Le marché des LED haute puissance continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires :Efficacité accrue (lm/W) :
• Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et les techniques d'extraction de lumière augmentent régulièrement l'efficacité lumineuse, réduisant la consommation d'énergie pour le même flux lumineux.Amélioration de la qualité et de la constance des couleurs :
• Des tolérances de classification plus serrées et des technologies de phosphore avancées permettent des LED avec un indice de rendu de couleur (IRC) supérieur et des points de couleur plus constants d'un lot de production à l'autre.Emballage avancé :
• Les boîtiers céramiques, comme celui utilisé ici, deviennent plus courants pour les applications haut de gamme. D'autres tendances incluent les boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) et l'intégration au niveau du boîtier (par exemple, COB - Chip-on-Board) pour réduire les coûts et améliorer la densité optique.Densité de puissance plus élevée :
• Des LED capables de fonctionner à des densités de courant plus élevées sont en développement, permettant des sources lumineuses plus petites avec un flux équivalent ou supérieur, permettant des conceptions de luminaires plus compactes et innovantes.Éclairage intelligent et connecté :