Fiche technique de la LED RVB EMC3030 - Dimensions 3,0x3,0mm - Tension 1,6-3,4V - Puissance 0,468-0,648W - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série EMC3030 est une LED montée en surface (SMD) haute performance et couleur complète (RVB), conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Ce composant intègre des puces rouge, verte et bleue (RGB) dans un boîtier compact de 3,0 mm x 3,0 mm, permettant la création d'un large spectre de couleurs par synthèse additive. Son objectif de conception principal est de fournir un rendement lumineux et une efficacité élevés, tout en garantissant un fonctionnement robuste sous des courants d'attaque importants.

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

The luminous flux output is measured at a standard test current (I_F) of 150mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C. The typical ranges are:

• Red Chip: 22 to 28 lumens (lm)
• Green Chip: 44 to 51 lm
• Blue Chip: 7 to 12 lm

Une tolérance de mesure de ±7 % s'applique à ces valeurs de flux lumineux. La température de couleur corrélée (CCT) pour les mélanges de lumière blanche est dérivée du diagramme de chromaticité CIE 1931, basé sur la sortie combinée des puces individuelles.

The device features a wide viewing angle (2θ_1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 Paramètres électriques

The forward voltage (V_F) varies by chip color at I_F = 150mA:

• Red: 1.6V to 2.6V (Typical)
• Green: 2.6V to 3.4V (Typical)
• Blue: 2.6V to 3.4V (Typical)

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (V_R) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (I_R) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 Cotes thermiques et absolues maximales

Faire fonctionner la LED au-delà de ces limites peut entraîner des dommages permanents.

• Maximum Forward Current (I_F): 180mA (Continuous) for all colors.
• Maximum Pulse Forward Current (I_FP): 250mA (Pulse width ≤100µs, Duty cycle ≤1/10).
• Maximum Power Dissipation (P_D):
  • Red: 468 mW
  • Vert : 648 mW
  • Bleu : 648 mW
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +105°C.
• Thermal Resistance (R_{th j-sp}): The thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB is typically 5°C/W for all colors at I_F=150mA. This low value is crucial for effective heat management.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified P_D ratings to ensure reliability.

3. Explication du système de classement

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at I_F = 150mA and T_a = 25°C.

3.1 Classement par longueur d'onde dominante

Ce paramètre définit la couleur précise de la lumière émise par chaque puce.

• Red: Binned into codes RB2 (615-620nm), RC1 (620-625nm), and RC2 (625-630nm).
• Green: Binned into a single code GC3, covering a range from 520nm to 535nm in 2.5nm steps (e.g., 520-522.5nm, 522.5-525nm, etc.).
• Blue: Binned into multiple codes: BB3 (450-452.5nm), BB4 (452.5-455nm), up to BC6 (467.5-470nm).

La tolérance pour la mesure de longueur d'onde est de ±1 nm.

3.2 Classement par flux lumineux

Les LED sont regroupées en fonction de leur rendement lumineux.

• Red: Code DR0 (22-28 lm)
• Green: Code DG0 (44-51 lm)
• Blue: Code DB0 (7-12 lm)

La tolérance pour la mesure du flux lumineux est de ±7 %.

3.3 Classement par tension directe

Ce tri garantit la compatibilité électrique dans la conception du circuit. Les classes de tension vont de AB2 (1,8-2,0 V) à AF1 (3,2-3,4 V), avec une tolérance de mesure de ±0,1 V.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs graphiques illustrant le comportement de la LED dans différentes conditions. Leur compréhension est essentielle pour une conception optimale.

• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig. 3): This curve shows how light output increases with drive current. It is typically non-linear, and operating near the maximum current may reduce efficacy and lifespan.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig. 4): This IV curve is essential for driver design. The forward voltage increases with current, and the relationship differs slightly between the red, green, and blue chips due to their different semiconductor materials.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig. 5): This graph demonstrates thermal derating. As the ambient temperature rises, the light output decreases. Designers must account for this to maintain consistent brightness in warm environments.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig. 6): The forward voltage typically decreases as temperature increases. This characteristic is important for constant-current driver stability.
• Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig. 7): This derating curve is critical. It shows the maximum allowable forward current must be reduced as ambient temperature increases to prevent overheating. For example, at 85°C, the maximum current for the red chip is approximately 136.4mA, and for green/blue chips, it is around 93.7mA and 90.9mA respectively.
• Color Spectrum (Fig. 1) & Viewing Angle Distribution (Fig. 2): These figures provide visual references for the spectral output and beam pattern of the LED.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD EMC3030. Les dimensions globales sont de 3,0 mm de longueur et 3,0 mm de largeur. Le dessin mécanique détaillé spécifie le placement exact des puces LED, les marquages cathode/anode et la structure de la lentille. La tolérance générale pour les dimensions est de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) est fourni pour la conception de PCB. Respecter cette disposition recommandée est essentiel pour un soudage fiable, un transfert thermique correct et pour prévenir le phénomène de "tombstoning" pendant la refusion. Les dimensions des pastilles ont une tolérance de ±0,1 mm.

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier comporte des marquages pour identifier la borne cathode (négative) de chaque puce de couleur. Une connexion de polarité correcte est obligatoire pour éviter d'endommager la LED.

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 sans plomb (Pb-free). Le profil spécifié est critique :

• Peak Package Body Temperature (T_p): Maximum 260°C.
• Time above Liquidous (T_L=217°C): 60 to 150 seconds.
• Time within 5°C of Peak Temperature: Maximum 30 seconds.
• Ramp-up Rate (T_L to T_p): Maximum 3°C/second.
• Ramp-down Rate (T_p to T_L): Maximum 6°C/second.
• Total Time from 25°C to Peak: Maximum 8 minutes.

Suivre strictement ce profil prévient les chocs thermiques et les dommages au boîtier de la LED et aux liaisons internes par fils.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez des procédures de manipulation adaptées (bracelets, tapis conducteurs). Stockez dans un environnement sec et antistatique, dans la plage de température spécifiée (-40°C à +105°C). Évitez l'exposition à l'humidité avant le soudage ; si nécessaire, suivez les instructions de séchage du fabricant.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Emballage en bande et bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse embossée enroulée sur des bobines pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. La bobine peut contenir un maximum de 5 000 pièces. Le dessin dimensionnel de la bande, incluant l'espacement des alvéoles et le diamètre de la bobine, est fourni. La tolérance cumulative sur 10 pas est de ±0,25 mm.

7.2 Système de numérotation des pièces

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

• Type Code: "3C" for the 3030 package.
• CCT/Color Code: "CW" for RGB (full color).
• Number of Serial/Parallel Chips, Component Code, Color Code: These digits specify internal configurations, binning selections (like wavelength and flux), and other product variants.

Il est nécessaire de consulter le tableau complet de classement pour décoder un numéro de pièce spécifique et connaître ses caractéristiques de performance exactes.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Architectural Facade Lighting: Creating dynamic color-changing effects on buildings.
• Outdoor Landscape Lighting: Illuminating pathways, trees, and water features with colored light.
• Signage and Display Backlighting: For vibrant, attention-grabbing signs.
• Entertainment and Stage Lighting: Where programmable color is required.

8.2 Considérations de conception critiques

• Thermal Management: This is the most critical factor for longevity. Use a PCB with adequate thermal vias and, if necessary, an external heatsink to keep the solder point temperature within safe limits, especially when driving at high currents or in high ambient temperatures.
• Drive Current: Use a constant-current driver tailored for RGB LEDs. The current should be set based on the required brightness and thermal derating curves. Do not exceed the absolute maximum ratings.
• Color Mixing and Control: To achieve consistent white light or specific colors, use pulse-width modulation (PWM) to independently control the intensity of each chip. Consider the different luminous efficacies of the red, green, and blue chips in your control algorithm.
• Optics: Secondary optics (lenses, diffusers) may be needed to achieve the desired beam angle and color mixing uniformity.

9. Comparaison et différenciation techniques

Bien que des comparaisons directes avec des concurrents ne figurent pas dans la fiche technique, les spécifications de l'EMC3030 mettent en lumière son positionnement concurrentiel :

• vs. Smaller Packages (e.g., 3528): The 3030 package typically offers higher power handling and lumen output due to a larger thermal path and potentially larger chip size.
• vs. Standard 5050 RGB LEDs: The 3030 may offer a more compact solution with similar or better performance, allowing for higher pixel density in dense arrays or finer-pitch displays.
• Key Differentiators: The specified low thermal resistance (5°C/W) and high maximum drive current (180mA) suggest a design optimized for thermal performance, enabling sustained high-brightness operation compared to parts with higher thermal resistance.

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

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (P_D) must not be exceeded. Driving red at 180mA (V_F~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (V_F~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. Étude de cas de conception pratique

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

Mise en œuvre :

1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. Introduction au principe de fonctionnement

L'EMC3030 est une LED multi-puces. Chaque puce est une diode semi-conductrice fabriquée à partir de différents systèmes de matériaux :

• Red: Typically based on Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP).
• Green & Blue: Typically based on Indium Gallium Nitride (InGaN).

Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. Les trois couleurs primaires (Rouge, Vert, Bleu) sont combinées de manière additive dans le boîtier unique. En contrôlant indépendamment l'intensité de chaque puce, un vaste spectre de couleurs, y compris diverses nuances de lumière blanche, peut être produit.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED couleur complète comme l'EMC3030 est motivé par plusieurs tendances actuelles dans l'industrie de l'éclairage :

• Increased Efficacy (lm/W): Continuous improvements in epitaxial growth and chip design lead to higher light output per electrical watt, improving energy efficiency.
• Improved Color Rendering and Consistency: Advances in phosphor technology (for white LEDs) and tighter binning processes enable more accurate and consistent color production, which is critical for architectural and retail lighting.
• Higher Power Density and Better Thermal Management: Package designs are evolving to extract heat more efficiently, allowing for higher drive currents and sustained lumen output in compact form factors.
• Integration with Smart Controls: LEDs are increasingly designed to be paired with intelligent drivers and IoT connectivity, enabling dynamic color tuning, scheduling, and data collection for human-centric and energy-saving lighting solutions.
• Miniaturization: The push for smaller pixels in fine-pitch direct-view LED displays continues, though this balances against the need for thermal performance and light output.