LED Bleu 3535 - 3,45x3,45x2,20mm - Tension 2,6-3,4V - Puissance 5,1W - Longueur d'Onde Dominante 465-475nm - Fiche Technique

1. Présentation du produit

La RF-AL-C3535L2K1RB-05 est une diode électroluminescente (LED) bleue haute performance basée sur la technologie avancée InGaN sur substrat. Conçue pour des applications exigeantes d'éclairage général et spécialisé, ce boîtier 3535 (3,45 mm x 3,45 mm x 2,20 mm) offre une plage de longueurs d'onde dominantes de 465 à 475 nm, produisant une lumière bleue profonde. Avec une tension directe typique de 2,6 à 3,4 V à 350 mA et un courant direct maximal de 1500 mA, elle fournit un excellent flux lumineux (30 à 50 lumens) et un flux radiant total (400 à 800 mW). Le boîtier céramique assure une gestion thermique et une fiabilité supérieures, ce qui la rend adaptée aussi bien aux assemblages CMS standard qu'aux conceptions d'éclairage haute puissance.

1.1 Avantages principaux

• Substrat céramique pour une faible résistance thermique et une meilleure dissipation de la chaleur
• Angle de vision extrêmement large (120 degrés) pour une distribution uniforme de la lumière
• Compatible avec tous les processus d'assemblage CMS et profils de soudure
• Disponible en conditionnement bande et bobine (1000 pièces/bobine) pour une fabrication efficace
• Niveau de sensibilité à l'humidité 1 (MSL1) – aucun pré-séchage requis avant utilisation
• Conforme à la directive RoHS – exempt de substances dangereuses

1.2 Applications cibles

Cette LED bleue est idéale pour une large gamme d'applications, notamment l'éclairage d'accentuation coloré, les bandes LED flexibles, l'éclairage de croissance des plantes (spectre bleu pour la photosynthèse), l'éclairage paysager, l'éclairage photographique de scène, les hôtels, les espaces de vente au détail, les bureaux et l'éclairage intérieur général. Son flux radiant élevé la rend également adaptée au durcissement UV et à l'éclairage industriel spécialisé où des longueurs d'onde bleues sont requises.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques (à 25°C, IF=350mA)

La tension directe (VF) de la LED varie de 2,6 V à 3,4 V avec une valeur typique d'environ 3,0 V. Le flux lumineux (IV) est compris entre 30 et 50 lumens, tandis que le flux radiant total (Φe) va de 400 mW à 800 mW. La longueur d'onde dominante (λD) est spécifiée entre 465 et 475 nm, avec une tolérance étroite de ±1 nm lors de la mesure. Le courant inverse (IR) à VR=5 V est inférieur à 10 µA, garantissant un courant de fuite minimal. L'angle de vision (2θ1/2) est de 120 degrés, offrant une large couverture du faisceau.

2.2 Valeurs maximales absolues

• Dissipation de puissance (PD) : 5100 mW
• Courant direct (IF) : 1500 mA
• Courant direct de crête (IFP) : 1650 mA (cycle de service 1/10, impulsion 0,1 ms)
• Tension inverse (VR) : 5 V
• ESD (HBM) : 2000 V
• Température de fonctionnement (TOPR) : -40°C à +85°C
• Température de stockage (TSTG) : -40°C à +85°C
• Température de jonction (TJ) : 125°C

Il faut veiller à ce que la dissipation de puissance ne dépasse pas la valeur maximale absolue. La température de jonction doit être maintenue en dessous de 125°C pour garantir la fiabilité.

3. Système de tri (Binning)

3.1 Tensions directes par catégories (IF=350mA)

La tension directe est triée en quatre catégories :

• F0 : 2,6 – 2,8 V
• G0 : 2,8 – 3,0 V
• H0 : 3,0 – 3,2 V
• I0 : 3,2 – 3,4 V

3.2 Flux lumineux par catégories (IF=350mA)

• FA3 : 30 – 35 lm
• FA4 : 35 – 40 lm
• FA5 : 40 – 45 lm
• FA6 : 45 – 50 lm

3.3 Longueurs d'onde dominantes par catégories

• D00 : 465 – 470 nm
• E00 : 470 – 475 nm

Tolérances de mesure : VF ±0,1 V, λD ±1 nm, intensité lumineuse ±10 %. Le tri permet aux clients de sélectionner des combinaisons précises de couleur et de flux pour leur application.

4. Courbes de performance

4.1 Courant direct en fonction de la tension directe

Le courant direct augmente rapidement avec la tension après le seuil de conduction (~2,6 V). À 3,0 V, le courant est d'environ 350 mA ; à 3,4 V, il approche 1500 mA. Cette caractéristique IV raide nécessite une régulation précise du courant pour éviter une surintensité.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La sortie lumineuse relative augmente presque linéairement avec le courant jusqu'à environ 1000 mA, puis commence à saturer. À 1500 mA, l'intensité relative est environ 3,0 fois la valeur à 350 mA. Cependant, les effets thermiques à courant élevé peuvent réduire l'efficacité.

4.3 Température en fonction de l'intensité relative

Lorsque la température du point de soudure (Ts) passe de 25°C à 105°C, l'intensité relative diminue d'environ 20 à 30 %. Un dissipateur thermique adéquat est essentiel pour maintenir la sortie lumineuse dans les applications haute puissance.

4.4 Température Ts en fonction du courant direct (déclassement)

Le courant direct maximal autorisé doit être déclassé à mesure que la température augmente : à Ts = 85°C, le courant maximal est réduit à environ 800 mA (contre 1500 mA à 25°C). Cette courbe de déclassement garantit que la température de jonction ne dépasse pas 125°C.

4.5 Distribution spectrale

La sortie spectrale atteint un pic à ~465-475 nm avec une pleine largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 25-30 nm. Le spectre est typique des LED bleues InGaN, sans émission secondaire notable.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement est de type lambertien avec un demi-angle de 60 degrés (angle total de 120°). L'intensité lumineuse relative tombe à 50 % à ±60° de l'axe optique.

5. Informations mécaniques et conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED mesure 3,45 mm x 3,45 mm x 2,20 mm (longueur x largeur x hauteur). La vue de dessus révèle une zone émettrice carrée ; la vue de côté montre une épaisseur de 2,20 mm incluant la base céramique et la lentille en silicone. La vue de dessous indique deux plots électriques (anode et cathode) de dimensions respectives 1,30 mm x 0,65 mm et 0,50 mm x 0,65 mm. Le marquage de polarité est fourni.

5.2 Motif de soudure recommandé

Le motif de pastille PCB suggéré comprend deux pastilles rectangulaires : 1,30 mm x 0,85 mm pour l'anode et 1,30 mm x 0,50 mm pour la cathode, avec un espace de 0,45 mm entre elles. Une pastille thermique supplémentaire (3,50 mm x 3,40 mm) est recommandée pour la dissipation de la chaleur. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm.

5.3 Identification de la polarité

La cathode est marquée par une petite encoche sur le bord du boîtier. En vue de dessous, la plus grande pastille est généralement l'anode (positive). Une polarité incorrecte peut endommager définitivement la LED.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion CMS recommandé suit la norme J-STD-020. Paramètres clés :

• Vitesse de montée en température : max 3°C/s
• Préchauffage : 150°C à 200°C pendant 60-120 secondes
• Temps au-dessus de 217°C (TL) : max 60 secondes
• Température de crête (TP) : 260°C, max 10 secondes
• Temps dans les 5°C de la crête : max 30 secondes
• Vitesse de descente : max 6°C/s
• Temps total de 25°C à la crête : max 8 minutes

La refusion ne doit pas dépasser deux cycles. Si l'intervalle entre les refusions dépasse 24 heures, un pré-séchage est recommandé pour éliminer l'humidité absorbée par la lentille en silicone.

6.2 Soudure manuelle

Pour la soudure à la main, maintenez la température du fer en dessous de 300°C et le temps de contact inférieur à 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée. Évitez d'appuyer sur la lentille en silicone lorsqu'elle est chaude.

6.3 Manipulation et stockage

Stockez les LED dans le sachet scellé d'origine à<30°C et<75 % HR. Après ouverture, le dispositif doit être utilisé dans les 168 heures (30°C/60 % HR). Si le stockage dépasse 6 mois ou si l'indicateur d'humidité change de couleur, pré-séchez à 60±5°C,<5 % HR pendant au moins 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur le conditionnement et la commande

7.1 Format de conditionnement

Conditionnement standard : 1000 pièces par bobine. Dimensions de la bande support : largeur 12 mm, pas de 8 mm, avec 50 poches vides au début et à la fin. Diamètre de la bobine : 178 mm ±1 mm, diamètre du moyeu 59 mm. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le code de lot, le code de tri (flux, longueur d'onde, tension), la quantité et le code de date. Un sachet barrière à l'humidité avec dessiccant et une étiquette d'avertissement ESD sont utilisés.

7.2 Carton d'emballage

Les bobines sont emballées dans des cartons pour une protection mécanique pendant le transport. Le client peut spécifier les exigences d'étiquetage.

8. Recommandations d'application

8.1 Conception thermique

En raison de la densité de puissance élevée (jusqu'à 5,1 W), une gestion thermique efficace est essentielle. Utilisez une pastille thermique sur le PCB reliée à une grande surface de cuivre ou à un dissipateur. La température de jonction doit être maintenue en dessous de 125°C. À 350 mA, la résistance thermique de la jonction au point de soudure doit être d'environ 10-15 °C/W (typique). Il est nécessaire de déclasser le courant à des températures ambiantes élevées.

8.2 Conception du circuit

Utilisez toujours des résistances de limitation de courant ou des drivers à courant constant pour éviter les surintensités dues aux petites variations de tension. Incluez une protection contre les tensions inverses (par exemple, une diode Schottky) si le circuit peut appliquer une polarisation inverse. Pour les chaînes en parallèle, assurez un partage égal du courant en utilisant des résistances individuelles.

8.3 Compatibilité avec les matériaux

Évitez d'exposer la LED à des environnements à forte teneur en soufre (>100 ppm), car le soufre peut corroder les pastilles en argent. La teneur en brome et en chlore dans les matériaux environnants doit être inférieure à 900 ppm chacune, et le total d'halogènes inférieur à 1500 ppm. Choisissez des adhésifs et des produits d'enrobage qui ne dégagent pas de composés organiques volatils (COV) pouvant embuer la lentille en silicone.

9. Comparaison technique avec les solutions concurrentes

Comparé aux LED standard en boîtier plastique 3535 (par exemple, PLCC), le boîtier céramique de cette LED offre une résistance thermique plus faible (typiquement 5-10 °C/W contre 15-20 °C/W), permettant des courants de commande plus élevés et une meilleure maintenance du flux lumineux. La lentille en silicone offre une efficacité optique supérieure et un angle de vision plus large que les lentilles époxy. De plus, le niveau MSL 1 élimine le besoin de pré-séchage fastidieux avant l'assemblage, réduisant les temps d'arrêt de production. Cependant, les boîtiers céramiques sont légèrement plus chers, ce qui est compensé par une fiabilité supérieure dans les applications haute puissance.

10. Foire aux questions

10.1 Puis-je alimenter cette LED en continu à 1 A ?

Oui, mais seulement si la conception thermique maintient la température de jonction en dessous de 125°C. À 1 A (1000 mA), la tension directe sera d'environ 3,2-3,4 V, ce qui entraîne une dissipation d'environ 3,2-3,4 W. Un bon dissipateur thermique est obligatoire. Consultez la courbe de déclassement : à 85°C ambiante, le courant maximal est d'environ 800 mA.

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

Dans des conditions nominales (350 mA, Tj<≤105°C), on s'attend à une maintenance du flux lumineux de >70 % après 50 000 heures. Des courants ou températures plus élevés réduiront la durée de vie. Pour des projections détaillées, consultez les données des tests de fiabilité (test de durée de vie : 1000 h à 350 mA/25°C sans défaillance).

10.3 Comment gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) ?

La LED a une classification ESD de 2000 V HBM. Utilisez des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des emballages conducteurs. Lors de la manipulation manuelle, évitez de toucher les contacts électriques.

11. Étude de cas de conception pratique

Considérons une bande de LED bleues pour un luminaire de croissance des plantes. En utilisant 24 LED par mètre, chacune alimentée à 350 mA (total ~0,84 A par mètre), la puissance totale par mètre est d'environ 24 * 3,0 V * 0,35 A = 25,2 W. Le PCB doit avoir une couche de cuivre épaisse (≥2 oz) et un noyau en aluminium pour la dissipation thermique. Pour obtenir une distribution lumineuse uniforme, les LED sont espacées de 41,6 mm. Un driver à courant constant avec une sortie 24 V et une limitation de courant par canal assure un fonctionnement stable. La longueur d'onde bleue (470 nm) est sélectionnée pour le stade de croissance végétative. Aucun phosphore supplémentaire n'est requis. Le luminaire atteint une efficacité de >90 % dans la conversion de la puissance électrique en flux radiant.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED utilise des puits quantiques en InGaN (nitrure d'indium et de gallium) comme couche active. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans les puits quantiques, émettant des photons d'énergie correspondant à la bande interdite (environ 2,6 eV pour le bleu à 475 nm). Le substrat est généralement en saphir ou en carbure de silicium, sur lequel les couches épitaxiées sont déposées. Le boîtier céramique agit comme un diffuseur thermique et assure l'isolation électrique. Une lentille en silicone encapsule la puce pour améliorer l'extraction de la lumière et protéger le composant. La bande interdite directe de la LED garantit une efficacité quantique interne élevée (>80 % à faibles courants).

13. Tendances de développement

L'industrie évolue vers une efficacité et un rendu des couleurs plus élevés dans les LED blanches en combinant des LED bleues avec des luminophores. Cependant, les LED bleues dédiées restent essentielles pour des applications spécialisées telles que l'éclairage des plantes (spectres bleu + rouge), la photothérapie médicale et l'éclairage de divertissement. Les tendances incluent l'augmentation de l'efficacité lumineuse (objectif >200 lm/W pour les puces bleues), la réduction de la résistance thermique grâce à des conceptions de boîtier améliorées (par exemple, puce retournée à couche mince) et l'intégration de la protection ESD dans le boîtier. L'adoption du tri automatisé au niveau du wafer permet des distributions plus serrées de la couleur et du flux, garantissant des performances constantes en production de masse.