Fiche technique LED blanche SMD5050 - Dimensions 5.0x5.0x1.6mm - Tension 3.2V - Puissance 0.306W - Documentation technique

1. Vue d'ensemble du produit

La série SMD5050 est une LED blanche à montage en surface de haute luminosité, conçue pour les applications d'éclairage général. Cette série propose une gamme de températures de couleur du blanc chaud au blanc froid, avec des options pour différents indices de rendu des couleurs (IRC). Le boîtier présente un encombrement compact de 5,0 mm x 5,0 mm, le rendant adapté aux conceptions à espace restreint nécessitant un éclairage uniforme et efficace.

1.1 Caractéristiques principales et applications cibles

Les principaux avantages de la LED SMD5050 incluent son flux lumineux élevé, son angle de vision large de 120 degrés et ses performances robustes sur une plage de température spécifiée. Elle est conçue pour une fiabilité dans divers luminaires, y compris l'éclairage architectural, l'éclairage décoratif, le rétroéclairage pour écrans et les enseignes. La conception du produit facilite une gestion thermique efficace et un assemblage aisé dans les processus automatisés de technologie de montage en surface (SMT).

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés pour la LED SMD5050.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les paramètres suivants définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents à la LED peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Courant direct (IF) : 90 mA (Continu)
• Courant d'impulsion direct (IFP) : 120 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Rapport cyclique ≤1/10)
• Puissance dissipée (PD) : 306 mW
• Température de fonctionnement (Topr) : -40°C à +80°C
• Température de stockage (Tstg) : -40°C à +80°C
• Température de jonction (Tj) : 125°C
• Température de soudage (Tsld) : 200°C ou 230°C pendant 10 secondes (Soudage par refusion)

2.2 Caractéristiques électriques et optiques typiques

Mesurées dans des conditions de test standard de T_s= 25°C et I_F= 60mA.

• Tension directe (V_F) : Typique 3,2V, Maximum 3,4V (Tolérance : ±0,08V)
• Tension inverse (V_R) : 5V
• Courant inverse (I_R) : Maximum 10 µA
• Angle de vision (2θ_1/2) : 120°

3. Explication du système de classement (binning)

La série SMD5050 utilise un système de classement complet pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité, ce qui est critique pour les applications d'éclairage.

3.1 Classement par température de couleur (CCT)

Les LED sont classées dans des gammes standard de Température de Couleur Corrélée (CCT), chacune associée à des régions de chromaticité spécifiques sur le diagramme CIE. Les gammes de commande standard sont :

• 2700K (Régions : 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (Régions : 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (Régions : 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (Régions : 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (Régions : 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (Régions : 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (Régions : 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (Régions : 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (Régions : 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

Note : La commande du produit spécifie le flux lumineux minimum et la région de chromaticité exacte, pas une valeur de flux maximum.

3.2 Classement par flux lumineux

Le flux lumineux est classé selon la température de couleur et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Le tableau suivant décrit les gammes de flux standard à I_F=60mA. Les tolérances sont de ±7% pour le flux lumineux et de ±2 pour l'IRC.

• IRC 70, Blanc chaud (2700-3700K) : Code 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 70, Blanc neutre (3700-5000K) : Code 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm)
• IRC 70, Blanc froid (5000-10000K) : Code 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm), 1H (24-26 lm)
• IRC 80-85, Blanc chaud (2700-3700K) : Code 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm)
• IRC 80-85, Blanc neutre (3700-5300K) : Code 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 80-85, Blanc froid (5300-10000K) : Code 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 90-93, Blanc chaud (2700-3700K) : Code 1C (14-16 lm), 1D (16-18 lm)

4. Analyse des courbes de performance

Comprendre la relation entre l'alimentation électrique, la sortie optique et la température est essentiel pour une conception de circuit et une gestion thermique optimales.

4.1 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V est caractéristique d'une diode semi-conductrice. Pour le SMD5050, la tension directe typique est de 3,2V à 60mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de limitation de courant (ex. : pilote à courant constant ou résistance) est conçu pour fonctionner dans la plage de tension spécifiée afin de maintenir une sortie lumineuse stable et d'éviter une dissipation de puissance excessive.

4.2 Courant direct vs. flux lumineux relatif

Cette courbe montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Un fonctionnement nettement supérieur au courant de test (60mA) peut entraîner une réduction de l'efficacité (lumens par watt) et une dégradation accélérée due à l'augmentation de la température de jonction. Le courant continu maximum de 90mA doit être considéré comme la limite supérieure de conception.

4.3 Température de jonction vs. distribution spectrale de puissance relative

Lorsque la température de jonction de la LED augmente, la sortie spectrale peut se décaler. Pour les LED blanches, cela se manifeste souvent par un changement de température de couleur et une diminution potentielle du flux lumineux. Un dissipateur thermique efficace est crucial pour maintenir une couleur et une luminosité stables tout au long de la durée de vie du produit.

4.4 Distribution spectrale de puissance relative

Le graphique spectral illustre les caractéristiques d'émission pour différentes plages de CCT (ex. : 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). Les LED blanc chaud ont plus d'énergie dans les longueurs d'onde plus longues (rouge/jaune), tandis que les LED blanc froid ont un pic dans la région bleue, complété par la lumière jaune convertie par phosphore. Cette information est vitale pour les applications ayant des exigences de couleur spécifiques.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et dessin de contour

Le boîtier SMD5050 a des dimensions nominales de 5,0 mm (L) x 5,0 mm (l) x 1,6 mm (H). Les dessins mécaniques détaillés spécifient les dimensions critiques, y compris la taille de la lentille, le placement du cadre de connexion et les tolérances générales (ex. : ±0,10 mm pour les dimensions .X, ±0,05 mm pour les dimensions .XX).

5.2 Configuration des pastilles et conception du pochoir à pâte à souder

La fiche technique fournit des recommandations pour la configuration des pastilles (empreinte) et la conception du pochoir à pâte à souder afin d'assurer la formation fiable des joints de soudure pendant la refusion. Le respect de ces recommandations est essentiel pour un alignement correct, un transfert thermique et une résistance mécanique adéquats. La conception des pastilles comprend généralement six pastilles (pour une configuration à 3 puces) avec des dimensions spécifiques pour faciliter le soudage et la dissipation thermique.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Sensibilité à l'humidité et séchage (baking)

La LED SMD5050 est sensible à l'humidité (classée MSL selon IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Stockage : Les sachets non ouverts doivent être stockés en dessous de 30°C et 85% HR. Après ouverture, stocker en dessous de 30°C et 60% HR, de préférence dans une armoire sèche ou un conteneur scellé avec dessiccant.
• Durée de vie hors sachet (Floor Life) : Utiliser dans les 12 heures suivant l'ouverture du sachet barrière à l'humidité.
• Exigence de séchage (Baking) : Si le composant est exposé au-delà de la durée de vie hors sachet ou si la carte indicateur d'humidité montre une humidité excessive, un séchage est requis avant la refusion.
• Méthode de séchage : Sécher à 60°C pendant 24 heures. Ne pas dépasser 60°C. La refusion doit avoir lieu dans l'heure suivant le séchage, ou les composants doivent être retournés dans un environnement de stockage sec (<20% HR).

6.2 Profil de soudage par refusion

La LED peut supporter une température de pic de refusion de 200°C ou 230°C pendant un maximum de 10 secondes. Il est essentiel de suivre un profil de refusion standard et contrôlé pour les soudures sans plomb, en s'assurant que les vitesses de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement sont dans des limites acceptables pour éviter un choc thermique ou des dommages à la lentille en époxy et à la puce interne.

7. Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont des dispositifs semi-conducteurs sensibles aux dommages ESD, en particulier les types blanc, vert, bleu et violet.

• Génération d'ESD : Peut survenir par friction, induction ou conduction.
• Dommages potentiels : L'ESD peut provoquer des défauts latents (augmentation du courant de fuite, réduction de la luminosité/décalage de couleur) ou une défaillance catastrophique (panne complète).
• Précautions : Mettre en œuvre des mesures de contrôle ESD standard : utiliser des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques, des tapis de sol conducteurs et des emballages antistatiques. Manipuler les LED uniquement dans des zones protégées contre l'ESD.

8. Règle de numérotation des modèles

Le code produit suit une structure spécifique pour indiquer les attributs clés. Le format général est :T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. La décomposition inclut des codes pour :

• Forme du boîtier : ex. '5A' pour 5050N.
• Nombre de puces : ex. '3' pour une conception à 3 puces.
• Code optique : ex. '00' pour sans lentille, '01' pour avec lentille.
• Code couleur : ex. 'L' pour Blanc chaud (<3700K), 'C' pour Blanc neutre (3700-5000K), 'W' pour Blanc froid (>5000K).
• Code interne : Référence interne du fabricant.
• Code CCT : Spécifie la gamme de température de couleur.
• Code flux lumineux : Spécifie la gamme de flux (ex. : 1E, 1F).

9. Suggestions d'application et considérations de conception

9.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage architectural et décoratif : Éclairage de plafonnier, éclairage d'accentuation et bandes linéaires où une haute luminosité et une distribution lumineuse uniforme sont nécessaires.
• Rétroéclairage : Panneaux à éclairage latéral ou direct pour enseignes, écrans et panneaux de contrôle.
• Éclairage général : Intégré dans des modules pour downlights, panneaux lumineux et autres luminaires, souvent en réseaux.

9.2 Considérations de conception critiques

• Gestion thermique : La température de jonction maximale est de 125°C. Une conception de PCB appropriée avec des vias thermiques adéquats et, si nécessaire, un dissipateur thermique externe est obligatoire pour maintenir T_j dans des limites sûres, en particulier lors d'une alimentation à des courants plus élevés ou dans des températures ambiantes élevées. Cela garantit une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse stable.
• Alimentation en courant:** Toujours utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant. L'alimentation par une source de tension constante n'est pas recommandée car elle peut conduire à un emballement thermique. Le pilote doit être conçu pour accommoder la variation de tension directe (tolérance).
• Conception optique : L'angle de vision de 120 degrés fournit un éclairage large. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) conçues pour l'empreinte 5050 peuvent être nécessaires.
• Classement (binning) pour la cohérence : Pour les applications nécessitant une couleur et une luminosité uniformes (ex. : réseaux multi-LED), spécifiez un classement serré pour la CCT et le flux lumineux auprès du fournisseur.

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

10.1 Quelle est la différence entre la tension directe typique et la tension directe maximale ?

La tension directe typique (3,2V) est la valeur attendue dans des conditions de test standard. Le maximum (3,4V) est la limite supérieure pour la gamme du produit. Votre circuit pilote doit être capable de fournir une tension suffisante pour accommoder les LED au V_F maximum afin de garantir qu'elles s'allument et fonctionnent correctement.

10.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 90mA ?

Bien que 90mA soit le courant continu absolu maximum, un fonctionnement à ce niveau générera une chaleur importante et réduira probablement la durée de vie de la LED en raison d'une température de jonction élevée. Pour une fiabilité et une efficacité optimales, il est conseillé de concevoir pour un courant d'alimentation plus faible, comme la condition de test de 60mA ou une valeur déterminée par vos capacités de gestion thermique.

10.3 Pourquoi le séchage (baking) est-il nécessaire avant le soudage ?

Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant un délaminage interne, des fissures ou un effet "popcorn", ce qui entraîne une défaillance immédiate ou latente. Le séchage élimine cette humidité absorbée.

10.4 Comment interpréter le code de classement du flux lumineux (ex. : 1F) ?

Le code de gamme de flux (comme 1F) correspond à une plage spécifique de sortie lumineuse mesurée en lumens à 60mA. Par exemple, le code 1F pour une LED blanc froid IRC 70 garantit un minimum de 20 lumens et un maximum typique de 22 lumens, avec une tolérance de ±7% sur la mesure. Vous sélectionnez la gamme en fonction de l'exigence de luminosité pour votre application.