LED Bleue 3.00x3.00x2.10mm 3.3V 1.65W Boîtier EMC Fiche Technique - 460nm - 500mA - 20lm

1. Présentation du produit

Ce document fournit une spécification technique complète pour une diode électroluminescente (LED) bleue haute puissance utilisant un boîtier EMC (Epoxy Molding Compound). Ce composant est conçu pour des applications exigeantes nécessitant une grande fiabilité, notamment la surveillance de sécurité, l'éclairage de capteurs, l'éclairage paysager et l'éclairage général. Avec un encombrement compact de 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm, il permet des circuits imprimés denses tout en fournissant un flux lumineux typique de 20 lumens à un courant de 500 mA. Le boîtier EMC offre des performances thermiques et une robustesse supérieures par rapport aux boîtiers à grille traditionnels, ce qui le rend adapté à un fonctionnement prolongé dans des environnements difficiles.

1.1 Caractéristiques principales

• Compatibilité soudure refusion sans plomb (conforme RoHS)
• Niveau de sensibilité à l'humidité : MSL Niveau 3 (selon JEDEC)
• Longueur d'onde dominante : 460 nm (typique) – couleur bleue
• Tension directe : 3,0 V – 3,3 V (typique 3,3 V à 500 mA)
• Angle de vue : 100 degrés (demi-puissance)
• Résistance thermique : 14 °C/W (jonction au point de soudure)
• Protection contre les décharges électrostatiques : 2 kV (HBM) avec un rendement > 90 %

1.2 Applications cibles

• Indicateurs optiques et éclairage de signalisation
• Éclairage paysager et architectural
• Éclairage général et éclairage décoratif
• Éclairage des caméras de sécurité et de surveillance
• Systèmes de capteurs et de vision industrielle

2. Analyse des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une interprétation approfondie des paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique du produit.

2.1 Caractéristiques optiques

À 25 °C et 500 mA de courant direct, la LED présente une longueur d'onde dominante de 460 nm avec une largeur spectrale de 30 nm. Le flux lumineux est évalué à 20 lumens (typique), avec une tolérance de mesure de ±10 %. L'angle de vue (angle demi-puissance 2θ1/2) est de 100 degrés, offrant une large dispersion du faisceau adaptée à l'éclairage général et aux applications d'indicateurs. Le diagramme de rayonnement est hautement symétrique, comme indiqué dans le diagramme polaire (voir Fig 1-10 dans la fiche technique originale).

2.2 Paramètres électriques

La tension directe à 500 mA varie de 3,0 V minimum à 3,3 V typique. La tolérance de mesure est de ±0,1 V. Le courant inverse est spécifié à 10 µA maximum lorsqu'une tension inverse de 5 V est appliquée. La dissipation de puissance est limitée à 1,65 W maximum absolu, ce qui correspond à la condition de commande à 500 mA. Il est essentiel de ne jamais dépasser les valeurs maximales absolues pour éviter des dommages permanents.

2.3 Caractéristiques thermiques

La résistance thermique jonction-point de soudure est de 14 °C/W. Cette faible résistance thermique, facilitée par la conception du boîtier EMC, permet un transfert de chaleur efficace de la jonction de la LED au circuit imprimé. Une gestion thermique appropriée est essentielle ; la température de jonction ne doit pas dépasser la valeur maximale de 115 °C. Les courbes de déclassement montrent que le courant direct doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente pour maintenir la température de jonction dans les limites.

3. Classement et tri

Bien que la fiche technique ne détaille pas explicitement les tableaux de classement, le produit est fourni avec des codes de classement pour le flux lumineux (Φ), la longueur d'onde dominante (WLD) et la tension directe (VF) comme indiqué sur l'étiquette du rouleau. Cela permet aux clients de sélectionner des niveaux de performance spécifiques pour leurs applications. Le classement typique peut inclure des intervalles de flux et des intervalles de longueur d'onde autour de 460 nm. Contactez le fournisseur pour obtenir des détails sur la disponibilité du classement.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe caractéristique I-V (Fig 1-6 dans la fiche technique) montre une tension directe typique d'environ 3,3 V à 500 mA. Lorsque le courant augmente de 100 mA à 600 mA, la tension passe d'environ 3,0 V à 3,4 V. Cette relation quasi linéaire est typique des LED bleues.

4.2 Intensité relative en fonction du courant

L'intensité lumineuse relative augmente avec le courant direct mais présente une certaine saturation à des courants plus élevés (Fig 1-7). À 500 mA, l'intensité relative est d'environ 100 %, tandis qu'à 100 mA, elle chute à environ 20 %. Cette courbe aide les concepteurs à estimer le rendement lumineux à des courants de commande plus faibles.

4.3 Dépendance à la température

La Fig 1-8 montre que l'intensité relative diminue avec l'augmentation de la température ambiante. À 85 °C, l'intensité chute à environ 85 % de la valeur à 25 °C. Cette sensibilité thermique doit être prise en compte dans les conceptions de luminaires fonctionnant dans des environnements à température élevée.

4.4 Distribution spectrale

Le spectre (Fig 1-9) culmine autour de 460 nm avec une largeur totale à mi-hauteur de 30 nm. Le spectre est confiné à la région bleue, avec une émission négligeable en dehors de la gamme 400-700 nm.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement polaire (Fig 1-10) montre une distribution de type lambertienne avec un angle demi-puissance de ±50 degrés. Cette large distribution est adaptée à l'éclairage par inondation et à l'éclairage général.

4.6 Courant en fonction de la température de la broche (déclassement)

La Fig 1-11 fournit la courbe de déclassement : à une température de broche de 60 °C, le courant direct maximal est d'environ 400 mA, et à 100 °C, il se réduit à environ 100 mA. Cette courbe est essentielle pour la conception thermique.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED mesure 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm (longueur x largeur x hauteur) avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire. La vue de dessus montre un boîtier carré avec deux plots : la cathode et l'anode sont identifiées sur la Fig 1-2. La vue latérale indique une hauteur de 2,10 mm avec une protubérance de lentille de 0,70 mm. La vue de dessous montre les dimensions des plots : plot cathode 1,45 mm x 0,69 mm, plot anode 1,45 mm x 0,69 mm, avec un espacement de 1,45 mm entre les plots. Les motifs de soudure (Fig 1-5) recommandent des plots de soudure de 3,00 x 2,26 mm pour un montage correct.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est marquée par une petite encoche ou un point sur le boîtier (voir Fig 1-2). L'anode se trouve du côté opposé. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage.

5.3 Motifs de soudure

Le motif de soudure recommandé (Fig 1-5) est de 3,00 mm x 2,26 mm avec un espacement de 0,46 mm par rapport au bord. Le plot thermique aide à dissiper la chaleur. Utilisez une conception de pochoir appropriée pour assurer une couverture de soudure adéquate.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion recommandé (Fig 3-1) spécifie : préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes ; temps au-dessus de 217 °C (TL) doit être de 60 à 150 secondes ; température de pic (TP) 260 °C avec un temps de maintien (tP) maximum de 10 secondes à moins de 5 °C du pic. La vitesse de refroidissement ne doit pas dépasser 6 °C/seconde. Seules deux passes de refusion sont autorisées. Si plus de 24 heures s'écoulent entre la première et la deuxième refusion, les LED peuvent être endommagées.

6.2 Soudure manuelle

Lors du soudage à la main, utilisez un fer à souder réglé en dessous de 300 °C pendant moins de 3 secondes par plot. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée.

6.3 Reprise et réparation

La réparation n'est pas recommandée après soudure. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double pointe et vérifiez les caractéristiques au préalable. Assurez-vous qu'aucune contrainte mécanique n'est appliquée pendant le chauffage.

6.4 Précautions de manipulation

• N'appliquez pas de pression sur la surface de la lentille en silicone ; manipulez uniquement par les côtés.
• Évitez de monter sur des circuits imprimés voilés ; ne pliez pas la carte après soudure.
• Ne refroidissez pas rapidement après soudure ; laissez refroidir naturellement à température ambiante.
• N'appliquez pas de vibrations mécaniques pendant le refroidissement.

6.5 Conditions de stockage

Sacs barrière contre l'humidité non ouverts : stocker à<30 °C et<75 % HR pendant un an maximum à compter de la date d'emballage. Après ouverture : 168 heures à<30 °C et<60 % HR. Si dépassé, cuire à 60±5 °C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

La LED est fournie en emballage sous ruban et bobine avec 3000 pièces par bobine. Les dimensions du ruban porteur sont indiquées sur la Fig 2-1 avec un repère de polarité. Dimensions de la bobine : A=12,7±0,3 mm, B=330,2±2 mm, C=79,5±1 mm, D=14,3±0,2 mm. Un sac barrière contre l'humidité avec dessiccant et carte indicatrice d'humidité est utilisé pour la protection contre l'humidité.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de la bobine comprend : numéro de pièce (PART NO.), numéro de spécification (SPEC NO.), numéro de lot (LOT NO.), code de classement (BIN CODE), flux lumineux (Φ), longueur d'onde dominante (WLD), tension directe (VF), quantité (QTY) et date (DATE). Ces informations sont utilisées pour la traçabilité et la sélection des classements.

7.3 Carton

Les bobines sont emballées dans des cartons pour l'expédition. Le carton est étiqueté avec les informations sur le produit et la quantité.

8. Fiabilité et qualification

8.1 Tests de fiabilité

Le produit a passé les tests de fiabilité suivants selon les normes JEDEC : soudure par refusion (260 °C, 3 fois), cyclage thermique (-40 °C à 100 °C, 100 cycles), choc thermique (-40 °C à 115 °C, 300 cycles), stockage à haute température (100 °C, 1000 h), stockage à basse température (-40 °C, 1000 h) et test de durée de vie (25 °C, 500 mA, 1000 h). Critères d'acceptation : 0 défaillance sur 10 échantillons (0/1) pour chaque test.

8.2 Critères de défaillance

Limites après contrainte : changement de tension directe ≤ 1,1x limite supérieure de spécification ; courant inverse ≤ 2,0x limite supérieure de spécification ; dégradation du flux lumineux ≥ 0,7x limite inférieure de spécification.

9. Recommandations de conception d'application

9.1 Conception thermique

Compte tenu de la résistance thermique de 14 °C/W et de la dissipation de puissance maximale de 1,65 W, un dissipateur thermique adéquat est crucial. Utilisez une surface de cuivre PCB appropriée et des vias thermiques pour maintenir la température de jonction en dessous de 115 °C. Déclassez le courant en fonction de la température ambiante en utilisant la courbe de déclassement fournie.

9.2 Conception électrique

Chaque LED doit être pilotée avec des résistances limitatrices de courant ou des sources de courant constant pour éviter l'emballement thermique. Évitez la tension inverse ; utilisez des diodes de protection si nécessaire. La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est recommandée lors de la manipulation et du fonctionnement.

9.3 Considérations environnementales

Évitez l'exposition aux composés soufrés (>100 ppm), aux halogènes (brome et chlore individuellement<900 ppm, total<1500 ppm) et aux composés organiques volatils qui peuvent dégazer et endommager la lentille en silicone. Utilisez de l'alcool isopropylique pour le nettoyage si nécessaire.

10. Principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif semi-conducteur qui émet de la lumière par électroluminescence. La région active est constituée d'une structure de puits quantique InGaN (nitrure de gallium et d'indium) qui émet de la lumière bleue lorsque les électrons et les trous se recombinent sous polarisation directe. La longueur d'onde d'émission est déterminée par la bande interdite du matériau du puits quantique. Le boîtier EMC utilise un composé de moulage époxy comme encapsulation, ce qui assure la protection mécanique et le couplage optique. La lentille en silicone augmente l'angle de vue et améliore l'extraction de la lumière.

11. Tendances technologiques

La tendance des LED haute puissance continue vers un rendement plus élevé, des boîtiers plus petits et une meilleure gestion thermique. Les boîtiers EMC comme celui-ci offrent un équilibre entre coût et performance pour l'éclairage général et les applications industrielles. La puce bleue 460 nm est également utilisée comme source de pompage de phosphore pour les LED blanches, bien que ce dispositif soit destiné à une émission bleue directe. Les développements futurs pourraient inclure des densités de flux plus élevées et une fiabilité améliorée avec une résistance thermique plus faible.

12. Questions fréquentes et exemples de conception

12.1 FAQ

Q : Puis-je piloter cette LED à 700 mA ?R : Non, le courant maximum absolu est de 500 mA (avec un dissipateur thermique approprié). Le dépasser peut endommager le dispositif.

Q : Quelle est la durée de vie typique ?R : La fiche technique ne spécifie pas la durée de vie L70, mais sur la base de LED EMC similaires, dans des conditions nominales, elle peut dépasser 50 000 heures.

Q : La LED est-elle adaptée au fonctionnement par impulsions ?R : Oui, un fonctionnement par impulsions avec un faible rapport cyclique peut permettre un courant de crête plus élevé, mais assurez-vous que la puissance moyenne ne dépasse pas 1,65 W.

12.2 Exemple d'application

Dans un luminaire d'éclairage paysager avec 12 LED, chacune pilotée à 350 mA pour obtenir un total de 240 lumens, avec un dissipateur thermique approprié utilisant un circuit imprimé en aluminium. La tension directe à 350 mA est d'environ 3,2 V, donc la puissance totale par LED est de 1,12 W. La conception thermique garantit une température de jonction inférieure à 85 °C sous une température ambiante de 40 °C. Un pilote à courant constant avec repli thermique est recommandé pour la sécurité.