Fiche technique LED blanche SMD3528 - Dimensions 3.5x2.8mm - Tension 3.2V - Puissance 0.108W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La SMD3528 est une diode électroluminescente (LED) blanche à montage en surface conçue pour les applications d'éclairage général. Cette LED à puce unique offre un encombrement compact et convient au rétroéclairage, aux voyants indicateurs et à l'éclairage décoratif. L'avantage principal de ce composant réside dans sa taille de boîtier standardisée, qui facilite les processus d'assemblage automatisés et garantit la compatibilité avec les conceptions de circuits imprimés courantes. Le marché cible comprend l'électronique grand public, l'éclairage intérieur automobile et les fabricants de signalisation commerciale recherchant des solutions d'éclairage fiables et économiques.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances de la LED sont caractérisées dans des conditions de test standard (T_s=25°C). Les paramètres clés définissent ses limites de fonctionnement et son comportement typique.

2.1.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Il est déconseillé de fonctionner en dehors de ces limites.

• Courant direct (I_F) :30 mA (Continu)
• Courant d'impulsion direct (I_FP) :60 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Rapport cyclique ≤1/10)
• Puissance dissipée (P_D) :108 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.

2.1.2 Paramètres techniques typiques

Ces valeurs représentent les performances attendues dans des conditions de fonctionnement normales.

• Tension directe (V_F) :3,2 V (Typique), 3,6 V (Maximum) à I_F=20mA
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Maximum)
• Angle de vision (2θ_1/2) :120° (Typique)

3. Explication du système de tri

Le produit est classé en bacs pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité au sein d'une application. Le tri est défini par la règle de dénomination du produit.

3.1 Structure du numéro de modèle

Le numéro de modèle T3200SL(C,W)A suit un système de codage spécifique qui définit ses attributs. Bien que le détail complet du code soit fourni dans la source, les éléments clés incluent le nombre de puces (S pour puce unique de faible puissance), le code de boîtier (32 pour 3528) et le code couleur (C pour Blanc Neutre, W pour Blanc Froid).

3.2 Tri par température de couleur corrélée (CCT)

La lumière blanche est disponible en plusieurs bacs de CCT standard, chacun associé à une région de chromaticité spécifique sur le diagramme CIE.

• 2725K ±145K (Bac : 27M5)
• 3045K ±175K (Bac : 30M5)
• 3985K ±275K (Bac : 40M5)
• 5028K ±283K (Bac : 50M5)
• 5665K ±355K (Bac : 57M7)
• 6530K ±510K (Bac : 65M7)

Note : Les commandes spécifient un bac de flux lumineux minimum, pas un maximum. Les produits expédiés peuvent dépasser la valeur de flux commandée mais respecteront toujours la région de chromaticité CCT spécifiée.

3.3 Tri par flux lumineux

Le flux est trié selon la CCT et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Les tableaux définissent les valeurs minimales et typiques à 20mA. Par exemple, une LED Blanc Neutre IRC 70 (3700-5300K) a des bacs comme B6 (7,0-7,5 lm min), B7 (7,5-8,0 lm min), B8 (8,0-8,5 lm min) et B9 (8,5-9,0 lm min). Les versions à IRC plus élevé (80 et 90) ont des bacs de flux correspondants plus faibles en raison du compromis du système de phosphore.

3.4 Tri par tension directe

Pour faciliter l'adaptation du courant pour les connexions en série, la tension directe est également triée. Les codes vont de B (2,8-2,9V) à J (3,5-3,6V), avec une tolérance de mesure de ±0,08V.

3.5 Régions de chromaticité

Chaque bac de CCT correspond à une région elliptique sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. La spécification fournit les coordonnées du centre (x, y), les longueurs des demi-grand (b) et demi-petit (a) axes, et l'angle de rotation de l'ellipse (Φ). Ces ellipses sont définies selon les normes ANSI C78.377 (ellipses de MacAdam à 5 ou 7 pas), garantissant que la lumière des LED d'un même bac apparaît uniforme en couleur à l'œil humain.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe caractéristique courant-tension (I-V)

La tension directe augmente de manière non linéaire avec le courant direct. Les concepteurs doivent utiliser cette courbe pour sélectionner des résistances de limitation de courant ou des circuits pilotes appropriés afin d'assurer un fonctionnement stable et d'éviter de dépasser le courant maximal nominal.

4.2 Flux lumineux relatif en fonction du courant direct

La sortie lumineuse augmente avec le courant mais finit par saturer. Un fonctionnement nettement supérieur au courant de test recommandé de 20mA peut entraîner une réduction de l'efficacité et une dépréciation accélérée des lumens due à l'augmentation de la température de jonction.

4.3 Distribution spectrale de puissance (SPD)

La courbe d'énergie spectrale relative montre le spectre d'émission de la LED blanche, qui est une combinaison de la lumière bleue de la puce semi-conductrice et de la lumière jaune/rouge plus large du revêtement de phosphore. La courbe se déplace légèrement avec les changements de CCT : les blancs plus chauds (2600-3700K) ont plus d'énergie dans les longueurs d'onde plus longues (rouge), tandis que les blancs plus froids (5000-10000K) ont un pic bleu plus prononcé.

4.4 Température de jonction en fonction de l'énergie spectrale relative

Lorsque la température de jonction augmente, l'efficacité du phosphore et de la puce elle-même peut changer, provoquant potentiellement un décalage de la SPD, un léger changement de couleur perçue (décalage de chromaticité) et une diminution de la sortie lumineuse. Une gestion thermique appropriée est cruciale pour maintenir des performances constantes.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier SMD3528 a des dimensions nominales de 3,5 mm de longueur et 2,8 mm de largeur. Le dessin dimensionnel exact avec tolérances est fourni : les dimensions .X ont une tolérance de ±0,10 mm, et les dimensions .XX ont une tolérance de ±0,05 mm.

5.2 Implantation des pastilles et conception du pochoir

Un motif de pastilles recommandé (empreinte) pour la conception de circuit imprimé est fourni, ainsi qu'un motif de pochoir correspondant pour l'application de pâte à souder. Le respect de ces recommandations assure la formation de joints de soudure fiables pendant la refusion.

5.3 Identification de la polarité

Le composant possède une marque de cathode (généralement une ligne verte, une encoche ou un autre marquage sur le boîtier) pour indiquer la polarité. L'orientation correcte est essentielle pour le fonctionnement du circuit.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Sensibilité à l'humidité et séchage

La LED SMD3528 est classée comme sensible à l'humidité selon IPC/JEDEC J-STD-020C. Si le sachet barrière d'humidité d'origine est ouvert et que les composants sont exposés à l'humidité ambiante, ils doivent être séchés avant le soudage par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" ou des dommages internes pendant le processus à haute température.

• Condition de séchage :60°C pendant 24 heures.
• Après séchage :Les composants doivent être soudés dans l'heure ou stockés dans un contenant avec une humidité relative <20%.
• Ne passécher à des températures supérieures à 60°C.

6.2 Profil de soudage par refusion

La LED peut supporter des profils de soudage par refusion standard avec une température de pic de 200°C ou 230°C pendant un maximum de 10 secondes. Le profil spécifique (vitesse de montée, temps de maintien, température de pic, vitesse de refroidissement) doit être optimisé pour l'ensemble de l'assemblage mais doit rester dans ces limites.

6.3 Conditions de stockage

• Emballage non ouvert :Conserver à 5-30°C, humidité <85%.
• Emballage ouvert :Conserver à 5-30°C, humidité <60%. Pour un stockage à long terme des emballages ouverts, il est fortement recommandé d'utiliser un contenant scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote pour éviter l'absorption d'humidité.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécification du conditionnement

Les LED sont généralement fournies sur bande et bobine pour les machines de placement automatique. La taille de bobine spécifique, le nombre d'alvéoles et la largeur de bande sont conformes aux normes industrielles (par ex., EIA-481).

7.2 Numéro de modèle pour commande

Le numéro de modèle complet, tel que T3200SLWA, doit être spécifié pour obtenir la combinaison souhaitée d'attributs : boîtier (3528), type de puce, couleur (Blanc Froid) et code interne. Contacter le fabricant est nécessaire pour les combinaisons non standard de flux et de CCT.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Pour les écrans LCD dans les appareils électroménagers, les commandes industrielles et les tableaux de bord automobiles.
• Voyants indicateurs généraux :Indicateurs d'état sur les appareils électroniques.
• Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans les produits grand public.
• Signalétique et lettres cannelées :Éclairage basse consommation pour les enseignes intérieures.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Toujours utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant. Ne pas connecter directement à une source de tension.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, assurez-vous que le circuit imprimé dispose d'un dégagement thermique adéquat, surtout lors d'un fonctionnement à ou près du courant maximal. Les températures ambiantes élevées réduiront la sortie lumineuse et la durée de vie.
• Conception optique :L'angle de vision de 120° fournit un éclairage large. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles) sont nécessaires.
• Tri pour la cohérence :Pour les applications nécessitant une apparence uniforme, spécifiez des bacs de CCT et de flux serrés. L'utilisation de LED de bacs différents dans le même produit peut entraîner des différences de couleur ou de luminosité visibles.

9. Comparaison technique

Le boîtier SMD3528 est un format ancien qui a été largement remplacé par des boîtiers plus efficaces comme le 2835 et le 3030. Sa principale différenciation réside dans sa large disponibilité, son faible coût et son utilisation historique étendue dans les conceptions. Comparé aux nouveaux boîtiers, il a généralement une efficacité lumineuse inférieure (lumens par watt) et peut avoir une résistance thermique plus élevée. Cependant, pour les applications sensibles au coût ou les remplacements directs dans les produits existants, il reste une option viable.

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

10.1 Quelle est la différence entre les bacs de CCT (par ex., 27M5 vs. 30M5) ?

Le nombre (27, 30) fait référence à la température de couleur corrélée nominale divisée par 100 (par ex., 2700K, 3000K). La combinaison lettre/chiffre (M5, M7) fait référence à la taille de l'ellipse de chromaticité sur le diagramme CIE, M7 représentant une variation de couleur admissible plus grande que M5. Un bac plus serré (M5) assure une meilleure cohérence de couleur.

10.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 30 mA ?

Bien que la valeur maximale absolue soit de 30 mA, la condition de test typique et la plupart des données de performance sont spécifiées à 20 mA. Un fonctionnement à 30 mA produira plus de lumière mais générera également beaucoup plus de chaleur, réduisant potentiellement la durée de vie et provoquant un décalage de chromaticité. Il est conseillé de concevoir pour un courant de fonctionnement plus faible (par ex., 15-20 mA) pour la fiabilité et l'efficacité.

10.3 Pourquoi le séchage est-il nécessaire, et comment savoir si mes LED en ont besoin ?

Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le soudage par refusion, cette humidité se transforme rapidement en vapeur, pouvant provoquer un délaminage ou des fissures. Vérifiez immédiatement la carte indicateur d'humidité à l'intérieur du sachet barrière à l'ouverture. Si la carte indique un niveau d'humidité supérieur au seuil spécifié (par ex., 10% ou 30%, selon le niveau de sensibilité), ou si le sachet est resté ouvert longtemps dans un environnement humide, un séchage est requis.

10.4 Comment interpréter le code de tri du flux lumineux (par ex., B7) ?

Le code de tri de flux (A9, B1, B2... B9) définit une plage de valeurs minimales de flux lumineux. Par exemple, un bac B7 pour une LED Blanc Neutre IRC 70 garantit un flux minimum de 7,5 lumens à 20 mA, avec une valeur typique allant jusqu'à 8,0 lumens. Les pièces expédiées seront à ou au-dessus de la valeur minimale pour ce bac.

11. Cas pratique de conception

11.1 Conception d'un réseau de LED à courant constant

Imaginez concevoir un panneau lumineux utilisant 20 LED SMD3528 dans une configuration série-parallèle. Pour assurer une luminosité uniforme, des LED du même bac de CCT et de flux doivent être utilisées. Si le bac choisi a une V_Ftypique de 3,2V à 20mA, et qu'une alimentation DC 24V est disponible, vous pourriez arranger 10 LED en série (10 * 3,2V = 32V, ce qui dépasse 24V). Une meilleure configuration pourrait être 5 branches de 4 LED en série. Chaque branche aurait une chute d'environ 12,8V (4 * 3,2V). Une résistance de limitation de courant pour chaque branche serait calculée comme R = (V_alim- V_branche) / I_F= (24V - 12,8V) / 0,020A = 560 Ω. La puissance dissipée dans chaque résistance serait P = I²R = (0,02)²* 560 = 0,224W, donc une résistance de 0,25W ou 0,5W est recommandée. Cette conception offre de la redondance (si une LED tombe en panne en circuit ouvert, seule sa branche s'éteint) et aide à gérer les tolérances de tension entre les LED.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED blanche SMD fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur, combiné à une conversion par phosphore. Une puce, généralement en nitrure de gallium-indium (InGaN), émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de matériau phosphore (par ex., grenat d'yttrium-aluminium dopé au cérium, YAG:Ce) déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore absorbe les photons bleus et ré-émet de la lumière sur un large spectre dans la région jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçu par l'œil humain comme blanc. Le rapport exact entre la lumière bleue et jaune, contrôlé par la composition et l'épaisseur du phosphore, détermine la température de couleur corrélée (CCT) de la lumière blanche émise.

13. Tendances d'évolution

La tendance générale de la technologie LED va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs et une fiabilité accrue à moindre coût. Pour les boîtiers de cette catégorie de taille, l'industrie a largement migré vers l'empreinte du boîtier 2835, qui offre souvent de meilleures performances thermiques et une sortie lumineuse plus élevée dans un enveloppe de taille similaire. Il y a également une volonté continue d'améliorer les systèmes de phosphore pour des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées, en particulier R9 (rouge saturé), et d'obtenir une couleur plus uniforme selon l'angle et la température. De plus, l'intégration des LED avec des pilotes intelligents et des commandes pour le blanc réglable (CCT ajustable) est une tendance d'application croissante, bien que cela nécessite généralement des boîtiers multi-puces.