Fiche technique de la LED de rétroéclairage T3B Série 3014 - Monopuce 0.2W - Dimensions 3.0x1.4x0.8mm - Tension 3.1V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série T3B représente une famille de LED CMS monopuces hautes performances, conçue principalement pour les applications de rétroéclairage. Utilisant une empreinte compacte de boîtier 3014 (3.0mm x 1.4mm), ces LED offrent un équilibre entre efficacité lumineuse, fiabilité et flexibilité de conception adapté aux écrans électroniques modernes et aux systèmes d'indication.

Le cœur du dispositif est une puce semi-conductrice unique capable de délivrer jusqu'à 0.2W de puissance optique. La série se caractérise par son large angle de vision, ses performances de couleur stables sur une gamme de températures de couleur, et sa construction robuste adaptée aux processus d'assemblage automatisés comme le soudage par refusion.

2. Paramètres et spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les paramètres suivants définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents à la LED peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ts) de 25°C.

• Courant direct (IF) :80 mA (Continu)
• Courant d'impulsion direct (IFP) :120 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Cycle de service ≤1/10)
• Dissipation de puissance (PD) :288 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) :230°C ou 260°C pendant 10 secondes (profil de refusion)

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ts=25°C, IF=60mA).

• Tension directe (VF) :Typique 3.1V, Maximum 3.5V
• Tension inverse (VR) :5V
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 µA (VR=5V)
• Angle de vision (2θ1/2) :110° (Typique)

3. Système de classement et de tri du produit

3.1 Règle de numérotation des modèles

Le code produit suit un format structuré :T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Ce code encapsule les attributs clés :

• Code de boîtier/format :ex., '3B' désigne le boîtier 3014.
• Configuration de la puce :'S' pour une puce unique de faible puissance (comme dans cette série).
• Code de conception optique :'00' indique l'absence de lentille secondaire.
• Code de couleur :Définit la couleur d'émission ou le point blanc.
  • Blanc chaud : L (<3700K)
  • Blanc neutre : C (3700-5000K)
  • Blanc froid : W (>5000K)
  • Autres couleurs : R (Rouge), Y (Jaune), G (Vert), B (Bleu), etc.
• Code de flux lumineux :Spécifie le classement de sortie lumineuse minimale (ex., D2, D3).
• Code de température de couleur :Pour les LED blanches, spécifie le classement de température de couleur corrélée (CCT).
• Code de tension directe :Spécifie le classement VF (ex., B, C, D).

3.2 Classement du flux lumineux

Pour les LED blanches de rétroéclairage avec un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) de 60 et une CCT allant de 10 000K à 40 000K, le flux lumineux est classé à un courant de test de 60mA. Le classement spécifie unevaleur minimale, le flux réel pouvant être plus élevé.

• Code D2 :18 lm (Min) à 20 lm (Max)
• Code D3 :20 lm (Min) à 22 lm (Max)
• Code D4 :22 lm (Min) à 24 lm (Max)
• Code D5 :24 lm (Min) à 26 lm (Max)

La tolérance pour la mesure du flux lumineux est de ±7%.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe (VF) est classée en catégories précises pour faciliter la conception de circuits de régulation de courant et l'uniformité dans les réseaux multi-LED.

• Code B :2.8V à 2.9V
• Code C :2.9V à 3.0V
• Code D :3.0V à 3.1V
• Code E :3.1V à 3.2V
• Code F :3.2V à 3.3V
• Code G :3.3V à 3.4V
• Code H :3.4V à 3.5V

La tolérance pour la mesure de tension est de ±0.08V.

3.4 Classement de la chromaticité

Les LED blanches sont classées dans des régions de chromaticité spécifiques sur le diagramme d'espace colorimétrique CIE 1931 pour assurer la constance des couleurs. Pour la série de rétroéclairage 3014, les régions étiquetées BG1 à BG5 sont définies avec des limites de coordonnées (x, y) précises. Les produits sont expédiés en respectant les restrictions de région de chromaticité commandées.

La tolérance des coordonnées de chromaticité est de ±0.005. La tolérance de l'IRC est de ±2.

4. Courbes et caractéristiques de performance

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

La caractéristique I-V est typique d'une diode semi-conductrice. La courbe montre une augmentation rapide du courant une fois que la tension directe dépasse le seuil (environ 2.7V-2.9V). Fonctionner au courant recommandé de 60mA assure une performance stable dans la catégorie de tension spécifiée.

4.2 Flux lumineux relatif vs. Courant direct

La sortie lumineuse augmente avec le courant direct mais présente une relation sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la température de jonction et de la baisse d'efficacité. La courbe met en évidence la plage de courant d'alimentation optimale pour maximiser l'efficacité (lumens par watt).

4.3 Puissance spectrale relative vs. Température de jonction

La sortie spectrale du système de phosphore de la LED se déplace avec la température de jonction (Tj). Cette courbe est cruciale pour les applications nécessitant des points de couleur stables. Lorsque Tj augmente de 25°C à 125°C, l'énergie spectrale relative diminue généralement, ce qui peut affecter à la fois le flux lumineux et la chromaticité.

4.4 Distribution relative de la puissance spectrale

Ce graphique représente le spectre d'émission normalisé de la LED blanche, montrant la combinaison du pic d'émission de la puce bleue et de l'émission jaune/verte/rouge plus large convertie par le phosphore. La forme de cette courbe détermine l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et la qualité de couleur perçue.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions de contour et empreinte

La LED est conforme aux dimensions standard du boîtier 3014 :

• Longueur (L) : 3.0 mm ±0.10 mm
• Largeur (W) : 1.4 mm ±0.10 mm
• Hauteur (H) : 0.8 mm ±0.10 mm

Des dessins dimensionnels détaillés avec tolérances (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) sont fournis pour la conception du PCB.

5.2 Modèle de pastille recommandé et conception du pochoir

Une disposition de pastilles de soudure dédiée est recommandée pour assurer un soudage fiable, une gestion thermique appropriée et une stabilité mécanique. Le modèle de pastille comprend généralement deux plots anode/cathode. Une conception de pochoir à pâte à souder correspondante est également spécifiée, ce qui est crucial pour contrôler le volume de pâte à souder lors de l'assemblage par technologie de montage en surface (SMT) pour éviter le soulèvement en pierre tombale ou les joints de soudure insuffisants.

Identification de la polarité :La cathode est généralement marquée sur le corps de la LED. La sérigraphie du PCB doit clairement indiquer la polarité pour éviter un montage inversé.

6. Recommandations d'assemblage, de manipulation et de stockage

6.1 Sensibilité à l'humidité et exigences de séchage

Le boîtier LED 3014 est classé comme sensible à l'humidité selon la norme IPC/JEDEC J-STD-020C. L'exposition à l'humidité ambiante après ouverture du sac barrière scellé peut entraîner des fissures "popcorn" ou un délaminage pendant le processus de soudage par refusion à haute température.

• Stockage :Les sacs non ouverts doivent être stockés en dessous de 30°C et 85% HR. Après ouverture, stocker à <30°C et <60% HR, de préférence dans une armoire sèche ou un conteneur scellé avec dessiccant.
• Durée de vie au sol :Après ouverture du sac scellé, les composants doivent être utilisés dans les 12 heures s'ils sont exposés aux conditions ambiantes de l'usine (>30% HR).
• Séchage :Si la durée de vie au sol est dépassée ou si la carte indicateur d'humidité montre une humidité élevée, un séchage est requis : 60°C pendant 24 heures. Ne pas dépasser 60°C. La refusion doit avoir lieu dans l'heure suivant le séchage, ou les pièces doivent être retournées dans un stockage sec (<20% HR).

6.2 Profil de soudage par refusion

La LED peut supporter les profils de soudage par refusion standard sans plomb. La température de pic maximale est de 260°C, avec un temps recommandé au-dessus du liquidus (ex., 217°C) de 10 secondes. Une rampe de montée et de refroidissement contrôlée est essentielle pour minimiser la contrainte thermique sur le boîtier.

6.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont des dispositifs semi-conducteurs et sont sensibles aux décharges électrostatiques, en particulier les types blanc, vert, bleu et violet. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents entraînant une réduction de la durée de vie et une dégradation des performances (ex., dérive de couleur, augmentation du courant de fuite).

• Prévention :Manipuler les LED dans une zone protégée contre les décharges électrostatiques (EPA) en utilisant des bracelets de mise à la terre, des tapis conducteurs et des ioniseurs.
• Conditionnement :Utiliser des conteneurs et des plateaux antistatiques pendant le transport et la manipulation.
• Équipement d'assemblage :S'assurer que les machines de placement SMT et autres manipulateurs sont correctement mis à la terre.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

• Rétroéclairage LCD :Unités de rétroéclairage à éclairage latéral ou direct pour moniteurs, téléviseurs, ordinateurs portables et écrans automobiles.
• Voyants d'indication généraux :Indicateurs d'état, éclairage de panneaux et éclairage décoratif où une source compacte et lumineuse est nécessaire.
• Électronique grand public :Rétroéclairage pour claviers, interrupteurs et signalétiques.

7.2 Conception du circuit d'alimentation

Alimentation à courant constant :Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour une luminosité et une couleur constantes, et pour éviter l'emballement thermique, elles doivent être alimentées par une source de courant constant, et non par une source de tension constante. Une résistance de limitation de courant utilisée avec une source de tension est une méthode simple mais moins efficace et moins stable avec les variations de température et de tension.

Réglage du courant :Le courant de fonctionnement recommandé est de 60mA. Fonctionner à ou près de la valeur maximale absolue (80mA) réduira la durée de vie et peut déplacer les paramètres de couleur, sauf si un dissipateur thermique exceptionnel est fourni.

Gestion thermique :Bien que la puissance soit relativement faible (0.2W), une dissipation thermique efficace des pastilles de soudure de la LED vers le cuivre du PCB est cruciale pour maintenir les performances et la longévité. Utiliser une zone de cuivre et des liaisons thermiques adéquates sur le PCB. Pour les réseaux à haute densité, considérer la charge thermique globale sur le PCB.

7.3 Considérations de conception optique

Le large angle de vision de 110 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et uniforme. Pour une lumière plus directionnelle, des optiques secondaires (réflecteurs, guides de lumière) doivent être utilisées. Lors de la conception de guides de lumière, le modèle d'émission de la LED et sa distribution d'intensité doivent être modélisés pour obtenir une sortie uniforme.

8. Comparaison technique et différenciation produit

Le boîtier 3014 offre un avantage distinct dans le paysage des LED CMS :

• vs. 3528/2835 :Le 3014 est plus compact en largeur, permettant une densité plus élevée dans les réseaux linéaires ou un pas plus serré dans les conceptions de rétroéclairage. Il présente souvent une conception de puce et de boîtier plus moderne pour une efficacité plus élevée.
• vs. 5050 :Le 3014 est une solution à une seule puce, tandis que les boîtiers 5050 contiennent souvent trois puces. Le 3014 fournit une source ponctuelle plus petite, ce qui peut être bénéfique pour le contrôle optique dans les guides de lumière, et présente généralement une résistance thermique par boîtier plus faible.
• vs. 0201/0402 :Plus grand que les micro-LED, le 3014 est plus facile à manipuler en assemblage, offre une sortie lumineuse plus élevée et est plus robuste pour les applications d'éclairage général.

Les principaux facteurs de différenciation de cette série T3B spécifique sont sa structure de classement définie pour la couleur et le flux, sa conformité aux normes de sensibilité à l'humidité et ses directives d'application détaillées, qui soutiennent la conception pour la fabricabilité et la fiabilité.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre les valeurs "Min" et "Typ" du flux lumineux dans le tableau de classement ?

La valeur "Min" est la limite inférieure garantie pour ce code de classement. La valeur "Typ" est une moyenne représentative, mais non garantie. Lorsque vous commandez un classement D3, vous avez la garantie d'un minimum de 20 lm à 60mA, mais les pièces réelles peuvent mesurer jusqu'à 22 lm. Ce système garantit que vous répondez à votre exigence de luminosité minimale.

9.2 Pourquoi le séchage est-il nécessaire, et puis-je utiliser une température plus élevée pour sécher plus vite ?

Le séchage élimine l'humidité absorbée par le boîtier plastique pour éviter les dommages dus à la pression de vapeur pendant la refusion.Ne pas dépasser 60°C.Des températures plus élevées peuvent dégrader les matériaux internes (époxy, phosphore, fils de liaison) et le conditionnement lui-même (bande et bobine), entraînant une défaillance prématurée ou des problèmes de manipulation.

9.3 Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3.3V et une résistance ?

Oui, mais avec des mises en garde importantes. Étant donné une VF typique de 3.1V, une résistance en série devrait chuter seulement 0.2V à 60mA, nécessitant une résistance très faible (~3.3 Ohms). Cela laisse presque aucune marge pour les variations de tension d'alimentation ou de VF de la LED. Une petite augmentation de la tension d'alimentation ou une LED d'un classement VF inférieur provoquerait une forte augmentation du courant, risquant d'endommager la LED. Un pilote à courant constant est fortement recommandé pour un fonctionnement fiable.

9.4 Comment interpréter les codes de région de chromaticité (BG1, BG2, etc.) ?

Ces codes définissent une petite zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE. Toutes les LED d'un lot donné, une fois mesurées, auront leurs coordonnées de couleur (x,y) à l'intérieur des limites de cette région spécifique. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED qui correspondront étroitement en couleur, ce qui est crucial pour l'uniformité du rétroéclairage. La fiche technique fournit les coordonnées exactes des coins pour chaque région.

10. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Une diode électroluminescente (LED) est un dispositif semi-conducteur à l'état solide. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons - un processus appelé électroluminescence. La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. Dans une LED blanche comme celle-ci, une puce en nitrure de gallium-indium (InGaN) émettant du bleu est recouverte d'un phosphore jaune (ou multicolore). Une partie de la lumière bleue s'échappe, et le reste est absorbé par le phosphore et réémis sous forme de lumière à plus grande longueur d'onde (jaune, rouge, vert). Le mélange de lumière bleue et de lumière convertie par le phosphore est perçu comme blanc.

10.2 Tendances de l'industrie

L'industrie des LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et une plus grande fiabilité. Pour les types de boîtiers comme le 3014, les tendances incluent :

• Densité de puissance plus élevée :Capacité à fonctionner à des courants plus élevés à partir de la même empreinte grâce aux améliorations de la technologie des puces.
• Amélioration de la constance des couleurs :Spécifications de classement plus strictes et technologie de phosphore avancée pour une couleur plus uniforme d'un lot à l'autre et sur la durée de vie.
• Performance thermique améliorée :Nouveaux matériaux et conceptions de boîtiers pour réduire la résistance thermique, permettant des courants d'alimentation plus élevés et une durée de vie plus longue.
• Miniaturisation :Bien que le 3014 soit établi, il y a un développement parallèle dans des boîtiers encore plus petits (ex., 2016, 1515) pour les écrans ultra-minces.
• Intégration intelligente :La croissance des pilotes de LED avec diagnostics intégrés et communication (ex., I2C) pour l'atténuation locale et le contrôle du rétroéclairage.