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 à montage en surface de haute luminosité conçue pour les applications d'éclairage général. Cette série propose une lumière blanche dans différentes températures de couleur corrélées (CCT), incluant le Blanc Chaud, le Blanc Neutre et le Blanc Froid, avec des options pour différentes valeurs d'Indice 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 limité nécessitant un éclairage uniforme et efficace.

L'avantage principal de cette série réside dans son système de classement standardisé pour le flux lumineux et la chromaticité, garantissant une constance des couleurs dans les séries de production. Elle est conçue pour une fiabilité sous les processus d'assemblage SMT standard et est destinée à des applications telles que les rubans LED, les modules de rétroéclairage, l'éclairage décoratif et l'éclairage d'accentuation architectural.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques 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 (Courant continu maximum)
• Courant d'impulsion direct (IFP) :120 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Rapport cyclique ≤1/10)
• Dissipation de puissance (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 soudure (Tsld) :Soudage par refusion à 200°C ou 230°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à T_s=25°C et représentent les performances typiques.

• Tension directe (V_F) :3,2V (Typique), 3,4V (Maximum) à I_F=60mA.
• Tension inverse (V_R) :5V
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Maximum)
• Angle de vision (2θ_1/2) :120° (Typique)

3. Explication du système de classement

3.1 Classement par Température de Couleur Corrélée (CCT)

Les LED sont classées dans des régions de chromaticité spécifiques (bacs) en fonction de leur CCT cible. Cela garantit l'uniformité des couleurs lorsque plusieurs LED sont utilisées ensemble. Les bacs de commande standard sont :

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

Note : Le flux lumineux pour les produits de la série 5050N est spécifié avec une valeur minimale ; le flux réel expédié peut être plus élevé tout en respectant le bac CCT commandé.

3.2 Classement du Flux Lumineux

Le flux est catégorisé par des codes (ex. : 1E, 1F, 1G) représentant des plages de sortie minimale et typique à 60mA. Les bacs varient selon la CCT et l'IRC.

• Blanc 70 IRC (Chaud, Neutre, Froid) :Les codes vont de 1E (18-20 lm min) à 1H (24-26 lm min pour le Blanc Froid).
• Blanc 85 IRC :Les codes vont de 1D (16-18 lm min) à 1F (20-22 lm min).
• Blanc Chaud 93 IRC :Codes 1C (14-16 lm min) et 1D (16-18 lm min).

Tolérances : Flux Lumineux (±7%), Tension Directe (±0,08V), IRC (±2), Coordonnées de Chromaticité (±0,005).

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La caractéristique I-V est typique d'une diode. La tension directe augmente de manière logarithmique avec le courant. Fonctionner au courant recommandé de 60mA assure une efficacité et une longévité optimales, restant bien en deçà de la valeur maximale.

4.2 Courant direct vs Flux Lumineux Relatif

La sortie lumineuse est approximativement linéaire avec le courant dans la plage de fonctionnement normale. Alimenter la LED au-dessus du courant recommandé entraîne des rendements décroissants en sortie lumineuse tout en augmentant significativement la chaleur et en accélérant la dépréciation des lumens.

4.3 Distribution spectrale de puissance & Effets de la température de jonction

Les courbes de distribution spectrale d'énergie relative montrent les pics d'émission pour différentes plages de CCT (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). Le spectre se décale légèrement avec l'augmentation de la température de jonction, ce qui peut provoquer un changement mesurable des coordonnées de chromaticité et de la CCT. Une gestion thermique appropriée est cruciale pour maintenir une sortie de couleur stable.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

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 tolérances : dimensions .X : ±0,10 mm, dimensions .XX : ±0,05 mm.

5.2 Configuration des pastilles & Conception du pochoir

La fiche technique fournit les conceptions recommandées pour le motif de pastilles (empreinte) et le pochoir à soudure afin d'assurer la formation de joints de soudure fiables pendant la refusion. Respecter ces configurations est critique pour un alignement correct, un dégagement thermique et une stabilité mécanique.

6. Consignes de soudure et d'assemblage

6.1 Sensibilité à l'humidité & Séchage

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

• Stockage :Stocker les sachets non ouverts à <30°C/<85% HR. Après ouverture, stocker à <30°C/<60% HR dans un armoire sèche ou un conteneur scellé avec dessiccant.
• Durée de vie en atelier :Utiliser dans les 12 heures suivant l'ouverture du sachet.
• Séchage requis si :Le sachet a été ouvert, la durée de vie en atelier est dépassée, ou la carte indicateur d'humidité montre une exposition. Ne pas sécher les LED déjà soudées sur des cartes.
• Procédure de séchage :Sécher à 60°C pendant 24 heures sur la bobine d'origine. Effectuer la refusion dans l'heure suivant le séchage ou retourner au stockage sec (<20% HR). Ne pas dépasser 60°C.

6.2 Profil de soudure par refusion

Utiliser un profil de refusion standard sans plomb. La température de pic ne doit pas dépasser 230°C, et le temps au-dessus de 200°C doit être limité à un maximum de 10 secondes pour éviter d'endommager le boîtier ou de dégrader les matériaux internes.

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 :Dommage latent (augmentation du courant de fuite, réduction de la luminosité/décalage de couleur, durée de vie raccourcie) ou 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, des ioniseurs, et des matériaux d'emballage et de manipulation antistatiques.

8. Suggestions d'application & Considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rubans et bandeaux LED :La haute densité et le bon angle de vision permettent un éclairage linéaire uniforme.
• Rétroéclairage :Pour la signalétique, les affichages et les panneaux nécessitant une lumière blanche uniforme.
• Éclairage décoratif & architectural :Éclairage d'accentuation, niches et éclairage de contour.
• Indicateur/Éclairage à usage général :Lorsqu'une source compacte à montage en surface et lumineuse est nécessaire.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant appropriée. Ne pas connecter directement à une source de tension.
• Gestion thermique :Concevoir le PCB avec un dégagement thermique adéquat et une surface de cuivre suffisante pour dissiper la chaleur. Les températures de jonction élevées réduisent la sortie lumineuse, décalent la couleur et raccourcissent la durée de vie.
• Conception optique :L'angle de vision de 120° fournit un éclairage large. Considérer des optiques secondaires (lentilles, diffuseurs) si un façonnage du faisceau est requis.
• Classement pour la constance des couleurs :Pour les applications multi-LED, spécifier des bacs CCT et de flux serrés auprès du fournisseur pour éviter les inadéquations visibles de couleur ou de luminosité.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED à son courant maximum de 90mA pour une luminosité plus élevée ?

R : Ce n'est pas recommandé pour un fonctionnement continu. Le courant de fonctionnement recommandé est de 60mA. Fonctionner à 90mA générera significativement plus de chaleur, risquant de dépasser la température de jonction maximale, conduisant à une dépréciation rapide des lumens et une fiabilité réduite. Toujours concevoir pour les conditions recommandées.

Q : Que se passe-t-il si je ne sèche pas les LED après que le sachet ait été ouvert pendant plus de 12 heures ?

A : L'humidité absorbée dans le boîtier plastique peut se dilater rapidement pendant la soudure par refusion, provoquant un délaminage interne, des dommages aux fils de liaison ou une fissuration du boîtier (\"effet pop-corn\"). Cela résulte souvent en une défaillance immédiate ou des défauts latents causant une défaillance prématurée sur le terrain.

Q : À quel point le profil de température de soudure est-il critique ?

A : Très critique. Dépasser 230°C ou les limites de temps à température peut endommager la lentille en silicone, le phosphore, l'attache de la puce ou les fils de liaison. Suivez toujours le profil de refusion recommandé.

Q : Le flux lumineux a une tolérance de ±7%. Comment cela affecte-t-il ma conception ?

A : Cette variation est normale dans la fabrication des LED. Pour les applications nécessitant une luminosité uniforme, il est conseillé d'utiliser des LED du même lot de production et de spécifier un bac de flux étroit. Le circuit pilote doit également être conçu pour s'adapter à la plage typique de tension directe.

10. Principe de fonctionnement & Tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED SMD blanche utilise typiquement une puce semi-conductrice bleue en nitrure de gallium-indium (InGaN). Une partie de la lumière bleue émise par cette puce est convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge) par une couche de phosphore recouvrant la puce. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore résulte en la perception d'une lumière blanche. Le mélange exact de phosphores détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC).

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance générale pour les LED SMD de puissance moyenne comme la 5050 va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré (IRC plus élevé avec des valeurs R9) et une meilleure constance des couleurs (classement plus serré). L'accent est également mis sur l'amélioration de la fiabilité et de la longévité sous des courants d'alimentation et des températures de fonctionnement plus élevés. De plus, la technologie des phosphores continue de progresser, permettant des couleurs plus saturées et une gamme plus large pour les applications d'affichage, ainsi qu'une lumière blanche plus ajustable spectralement pour l'éclairage centré sur l'humain.