Fiche technique LED bleue SMD3528 - Dimensions 3,5x2,8mm - Tension 3,2V - Puissance 0,144W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes pour une LED bleue monochip dans le boîtier SMD3528. Ce composant monté en surface est conçu pour l'éclairage général, le rétroéclairage et les applications de voyants nécessitant une source de lumière bleue fiable et efficace. L'avantage principal de ce composant réside dans son boîtier standardisé, ses paramètres de performance cohérents et son système de classement bien défini, garantissant un comportement prévisible dans la conception de circuits.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

La section suivante détaille les valeurs maximales absolues et les caractéristiques électriques/optiques typiques de la LED. Tous les paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à T_s= 25°C.

2.1 Valeurs maximales absolues

• Courant direct (I_Fopr30 mA (continu)
• Courant d'impulsion direct (I_FP) :40 mA (Largeur d'impulsion ≤ 10ms, Rapport cyclique ≤ 1/10)
• Dissipation de puissance (P_D) :144 mW
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +80°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +80°C
• Température de jonction (T_j) :125°C
• Température de soudage (T_sld) :Soudage par refusion à 200°C ou 230°C pendant 10 secondes.

2.2 Paramètres techniques typiques

Mesurés à un courant direct (I_F) de 20 mA.

• Tension directe (V_F) :Typique 3,2 V, Maximum 3,6 V
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :460 nm
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA
• Angle de vision (2θ_1/2) :120°

3. Explication du système de classement (Binning)

Le produit est classé en catégories (bins) en fonction de paramètres de performance clés pour garantir l'uniformité. Les codes de classement font partie du numéro de modèle du produit.

3.1 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est mesuré à I_F= 20 mA. La tolérance de mesure du flux est de ±7%.

3.2 Classement de la longueur d'onde

La longueur d'onde dominante est classée pour contrôler la teinte spécifique de la lumière bleue.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est classée pour faciliter la conception des circuits de régulation de courant. La tolérance de mesure de la tension est de ±0,08V.

3.4 Règle de nomenclature du produit

Le numéro de modèle suit une structure spécifique :T [Package Code] [Chip Count] [Lens Code] [Internal Code] - [Flux Code] [Wavelength Code].

• Code du boîtier (ex. : 32) :Désigne le boîtier SMD3528.
• Nombre de puces (ex. : S) :'S' pour une seule puce de faible puissance.
• Code de la lentille :'00' pour sans lentille, '01' pour avec lentille.
• Couleur :Définie par une lettre (B pour Bleu).

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques illustrent la relation entre les paramètres clés, ce qui est crucial pour la gestion thermique et des circuits d'alimentation.

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe I-V)

La courbe I-V montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'alimentation fournit une marge de tension suffisante, en tenant compte notamment de l'écart de classement de tension, pour obtenir le courant souhaité sans dépasser les valeurs maximales absolues.

4.2 Flux lumineux relatif en fonction du courant direct

Cette courbe démontre que le flux lumineux augmente avec le courant mais peut ne pas être parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés. Un fonctionnement au-delà des 20mA recommandés peut entraîner des rendements décroissants en efficacité et augmenter la température de jonction, affectant potentiellement la longévité.

4.3 Énergie spectrale relative en fonction de la température de jonction

Le graphique indique qu'à mesure que la température de jonction augmente de 25°C à 125°C, la sortie d'énergie spectrale relative diminue. Cela souligne l'importance de la gestion thermique dans la conception de l'application pour maintenir un flux lumineux constant et une stabilité de la couleur tout au long de la durée de vie du produit.

4.4 Distribution spectrale de puissance

La courbe spectrale confirme une émission de pic autour de la longueur d'onde dominante de 460nm, caractéristique d'une puce LED bleue InGaN. La bande passante étroite est typique d'une LED monochromatique.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions de contour

Le boîtier SMD3528 a des dimensions nominales de 3,5mm (longueur) x 2,8mm (largeur). Le dessin dimensionnel exact avec tolérances (ex. : .X : ±0,10mm, .XX : ±0,05mm) est fourni pour la conception de l'empreinte sur PCB.

5.2 Modèle de pastille recommandé et conception du pochoir à pâte à souder

Un modèle de pastille (empreinte) détaillé et une conception de pochoir à pâte à souder sont fournis pour assurer un soudage et un alignement corrects lors du processus d'assemblage par technologie de montage en surface (SMT). Le respect de ces recommandations est essentiel pour obtenir des soudures fiables et un transfert thermique optimal de la LED vers le PCB.

5.3 Identification de la polarité

La cathode est généralement marquée sur le boîtier de la LED, souvent par une teinte verte sur la lentille ou une encoche/chanfrein sur un coin du corps en plastique. Le schéma de disposition des pastilles indique clairement les pastilles de l'anode et de la cathode.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

La LED est conçue pour les processus de soudage par refusion standard. La température maximale du corps pendant le soudage ne doit pas dépasser 200°C pendant 10 secondes ou 230°C pendant 10 secondes. Il est essentiel de suivre le profil de température recommandé pour éviter d'endommager la puce interne et le matériau de la lentille en époxy.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

• Stockez dans un environnement sec et anti-statique, dans la plage de température spécifiée (-40°C à +80°C).
• Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille.
• Utilisez dans les 12 mois suivant la date de fabrication dans les conditions de stockage recommandées pour assurer la soudabilité.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines, adaptées aux machines de placement automatique. Les dimensions clés de la bande (taille de la poche, pas) et la force de pelage requise de la bande de couverture (0,1 - 0,7N à un angle de 10 degrés) sont spécifiées pour garantir la compatibilité avec les équipements SMT.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Pour écrans LCD, claviers ou signalétiques.
• Voyants d'état :Sur les appareils électroniques grand public, les appareils électroménagers et l'équipement industriel.
• Éclairage décoratif :Dans l'éclairage d'accentuation, l'éclairage d'ambiance ou les éléments architecturaux.
• Éclairage général :En tant que composant dans des modules LED, des rubans ou des ampoules, souvent combiné avec des phosphores pour créer de la lumière blanche.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Alimentez toujours la LED avec une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant. Ne connectez pas directement à une source de tension.
• Gestion thermique :Concevez le PCB avec une surface de cuivre ou des vias thermiques suffisants pour dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement proche du courant maximum. Les températures de jonction élevées accélèrent la dépréciation du flux lumineux.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement déclarée comme très sensible, la mise en œuvre d'une protection ESD de base sur le circuit d'alimentation est une bonne pratique pour la fiabilité.
• Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 120 degrés lors de la conception de lentilles ou de guides de lumière pour l'application prévue.

9. Comparaison technique

Comparée aux LED traversantes, la SMD3528 offre des avantages significatifs en matière d'assemblage automatisé, d'économie d'espace sur la carte et de meilleures performances thermiques grâce à la fixation directe sur le PCB. Au sein de la famille SMD, le boîtier 3528 est une norme mature et largement utilisée, offrant un bon équilibre entre taille, flux lumineux et coût. Comparé aux boîtiers plus petits comme le 3020 ou le 3014, le 3528 peut généralement supporter un courant légèrement plus élevé et peut avoir une surface lumineuse plus grande. Comparé aux boîtiers plus grands comme le 5050, il est plus compact.

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

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

Les paramètres techniques sont spécifiés à 20mA, ce qui est le courant de test standard et un point de fonctionnement courant pour une bonne efficacité et longévité. Elle peut fonctionner jusqu'au maximum absolu de 30mA en continu, mais cela générera plus de chaleur et peut réduire la durée de vie.

10.2 Comment sélectionner la résistance de limitation de courant correcte ?

Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale du classement (ex. : 3,6V pour le classement 4) pour une conception conservatrice afin de garantir que le courant ne dépasse pas la valeur souhaitée. Pour une alimentation de 5V et une cible de 20mA : R = (5V - 3,6V) / 0,02A = 70Ω. Choisissez la valeur standard la plus proche (ex. : 68Ω ou 75Ω) et calculez le courant réel et la dissipation de puissance de la résistance.

10.3 Pourquoi le flux lumineux est-il classé, et quel classement dois-je choisir ?

Les variations de fabrication entraînent de légères différences dans le flux lumineux. Le classement regroupe les LED ayant des performances similaires. Choisissez un classement en fonction de la luminosité minimale requise pour votre application. L'utilisation d'un classement supérieur (ex. : B3) garantit des unités plus lumineuses et plus uniformes mais peut entraîner un coût plus élevé.

10.4 Puis-je utiliser cette LED pour des applications extérieures ?

La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +80°C, ce qui couvre la plupart des environnements extérieurs. Cependant, la LED elle-même n'est pas étanche ni stabilisée aux UV. Pour une utilisation extérieure, elle doit être correctement encapsulée ou logée dans un luminaire étanche et résistant aux intempéries qui gère également la dissipation thermique.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un voyant d'état basse consommation pour un appareil alimenté par USB (5V).
Objectif :Fournir un voyant bleu clair.
Étapes de conception :
1. Sélection de la LED :Choisir cette LED bleue SMD3528 (ex. : classement de longueur d'onde B4 pour un bleu pur).
2. Réglage du courant :Cibler 15mA pour une luminosité adéquate et une consommation d'énergie plus faible.
3. Calcul de la résistance :Supposer le pire cas V_F= 3,6V (Classement 4). R = (5V - 3,6V) / 0,015A ≈ 93,3Ω. Utiliser une résistance standard de 100Ω.
4. Vérification du courant réel :En utilisant la V_Ftypique de 3,2V, I = (5V - 3,2V) / 100Ω = 18mA (dans les limites de sécurité).
5. Disposition du PCB :Placez la résistance de 100Ω en série avec l'anode de la LED. Utilisez la disposition de pastilles recommandée. Assurez-vous qu'aucune autre piste ou composant n'est trop proche pour obstruer l'angle de vision de 120 degrés si nécessaire.
6. Vérification thermique :Dissipation de puissance dans la LED : P = V_F* I_F≈ 3,2V * 0,018A = 57,6mW, bien en dessous du maximum de 144mW. Aucun dissipateur thermique spécial n'est requis.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une structure de diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe supérieure au seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (le puits quantique InGaN dans cette LED bleue), libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique du matériau (Nitrures de Gallium-Indium - InGaN) détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde de la lumière émise, dans ce cas, le bleu (~460nm). La lentille en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.

13. Normes de test de fiabilité

Le produit subit des tests de fiabilité rigoureux basés sur des normes industrielles (JESD22, MIL-STD-202G) pour garantir des performances à long terme. Les tests clés incluent :

• Test de durée de vie en fonctionnement :À température ambiante, haute température (85°C) et basse température (-40°C) pendant 1008 heures sous courant maximum.
• Durée de vie en fonctionnement à haute humidité :60°C / 90% HR pendant 1008 heures.
• Cyclage thermique :Entre -20°C et 60°C avec humidité.
• Choc thermique :-40°C à 125°C pendant 100 cycles.

Critères de défaillance :Les tests sont considérés comme échoués si les échantillons présentent un décalage de tension directe >200mV, une dégradation du flux lumineux >15% (pour les LED InGaN), un courant de fuite inverse >10µA, ou une défaillance catastrophique (circuit ouvert/court-circuit).

14. Tendances d'évolution

La tendance générale pour les LED SMD comme la 3528 est d'aller vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure uniformité de couleur (classement plus serré) et une fiabilité accrue à des températures de fonctionnement plus élevées. Bien que ce boîtier reste populaire, le développement se poursuit vers des boîtiers encore plus petits (ex. : 2016, 1010) pour la miniaturisation et vers des boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) qui éliminent le corps en plastique traditionnel pour une meilleure performance thermique et une flexibilité de conception optique. La recherche d'une efficacité plus élevée et d'un coût par lumen plus bas se poursuit pour toutes les formes de LED.