Fiche technique LED blanche RF-A3E31-WYSH-B2 - Taille 3,0x3,0x0,55mm - Tension 3,1V - Puissance 1,1W - Document technique français

2. Présentation du produit

2.1 Description générale

La RF-A3E31-WYSH-B2 est une LED blanche haute performance fabriquée en combinant une puce LED bleue avec une conversion par phosphore. Elle est conditionnée dans un boîtier compact CMS (Composant Monté en Surface) en EMC (Composé de Moulage Époxy) de dimensions 3,0mm × 3,0mm × 0,55mm, offrant une excellente résistance thermique et fiabilité. Cette LED est conçue pour les applications exigeantes d'éclairage automobile, intérieur et extérieur, et répond aux directives rigoureuses de qualification aux tests de contrainte AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile.

2.2 Caractéristiques principales

• Boîtier EMC :L'utilisation du matériau EMC offre une dissipation thermique et une résistance mécanique supérieures par rapport aux boîtiers plastiques traditionnels.
• Angle de vue extrêmement large :Avec un angle à demi-intensité de 120°, il assure une distribution lumineuse uniforme pour diverses conceptions d'éclairage.
• Compatibilité CMS :Convient à tous les processus d'assemblage CMS standard et de soudage par refusion.
• Conditionnement en bande et bobine :Disponible sur bande support de 8mm et bobine de 180mm, 5000 pièces par bobine, pour un placement automatisé efficace.
• Niveau de sensibilité à l'humidité :Niveau MSL 2, nécessitant des précautions minimales de manipulation pour les dispositifs sensibles à l'humidité.
• Conformité environnementale :Conforme RoHS et REACH, exempt de substances dangereuses.
• Qualification AEC-Q102 :Le plan de test de qualification du produit est basé sur les directives de l'AEC-Q102, garantissant la fiabilité dans les environnements automobiles.

2.3 Applications

• Éclairage automobile :Éclairage intérieur (tableau de bord, plafonniers) et éclairage extérieur (feux arrière, clignotants, feux de jour).
• Éclairage général :Convient à toute application nécessitant une haute luminosité et un large angle de vue dans un encombrement réduit.

3. Analyse approfondie des paramètres techniques

3.1 Caractéristiques électriques et optiques

Testé à une température de soudure de 25°C et un courant direct de 350mA, la LED présente les caractéristiques nominales suivantes :

• Tension directe (VF) :Minimum 2,8V, typique 3,1V, maximum 3,4V. Cette distribution serrée permet une conception cohérente dans les réseaux série-parallèle.
• Flux lumineux (Φ) :Minimum 83,7 lm, typique 102 lm, maximum 117 lm. Cette gamme correspond à un rendement élevé pour un courant de 0,35A, la rendant adaptée à l'éclairage de signalisation et d'ambiance.
• Angle de vue (2θ1/2) :120° (largeur totale à mi-hauteur), permettant un éclairage sur une large zone.
• Résistance thermique (RTHJ-S) :12°C/W, indiquant un transfert de chaleur efficace de la jonction au point de soudure, crucial pour la gestion thermique en fonctionnement à courant élevé.
• Courant inverse (IR) :Non conçu pour un fonctionnement inverse ; la tension inverse ne doit pas être appliquée.

3.2 Valeurs maximales absolues

Les limites de fonctionnement sûr de la LED sont clairement définies :

• Dissipation de puissance (PD) :1700 mW maximum.
• Courant direct (IF) :500 mA continu ; 700 mA pulsé (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms).
• Tension inverse (VR) :Non conçu pour un fonctionnement inverse.
• ESD (HBM) :Résiste à 8000V, avec un rendement supérieur à 90%.
• Température de fonctionnement (TOPR) :-40°C à +125°C.
• Température de stockage :-40°C à +125°C.
• Température de jonction (TJ) :150°C maximum.

Remarque : Toutes les mesures sont effectuées dans des conditions normalisées. Le courant maximal doit être déterminé après avoir mesuré la température du boîtier pour garantir que la température de jonction ne dépasse pas la limite nominale.

3.3 Caractéristiques thermiques

Avec une résistance thermique de 12°C/W de la jonction au point de soudure, la LED offre de bonnes performances thermiques. Par exemple, à 350mA avec une VF typique de 3,1V, la puissance est d'environ 1,085W, ce qui entraîne une élévation de température jonction-soudure d'environ 13°C. Un dissipateur thermique approprié est essentiel pour maintenir la température de jonction en dessous de 150°C, en particulier à des courants plus élevés ou à des températures ambiantes élevées.

4. Explication du système de classement

4.1 Catégories de tension directe

La LED est triée en six catégories de tension à 350mA : G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V). Ce classement serré garantit une luminosité et une consommation électrique cohérentes en production de masse.

4.2 Catégories de flux lumineux

Trois catégories de flux lumineux sont définies : RA (83,7-93,2 lm), RB (93,2-105 lm), SA (105-117 lm). La sélection des catégories de flux appropriées permet aux clients de répondre à des exigences de luminosité spécifiques tout en maintenant l'uniformité des couleurs.

4.3 Catégories de chromaticité

La LED est proposée dans la catégorie de chromaticité 5E, définie par quatre coordonnées CIE : (0,5536 ; 0,4221), (0,5764 ; 0,4075), (0,5883 ; 0,4111), (0,5705 ; 0,4289). Cela correspond à une région de blanc chaud (blanc ambré), typiquement utilisé dans l'éclairage de signalisation automobile comme les clignotants et les feux arrière combinés.

5. Analyse des courbes de performance

5.1 Tension directe en fonction du courant direct (courbe I-V)

La courbe I-V montre qu'à 100mA, la tension directe est d'environ 2,7V, à 350mA elle est d'environ 3,1V, et à 500mA elle approche 3,4V. La courbe est typique des LED bleues à base de GaN, avec une résistance dynamique qui augmente légèrement à des courants plus élevés.

5.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

L'intensité lumineuse relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à environ 300mA, puis commence à saturer en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité. À 500mA, l'intensité relative est d'environ 160% de celle à 350mA, indiquant une bonne capacité de gestion du courant.

5.3 Dépendance à la température

Les performances de la LED varient avec la température du point de soudure (TS) :

• Intensité relative en fonction de TS :À TS=125°C, l'intensité relative chute à environ 65% de la valeur à 25°C, soulignant la sensibilité thermique.
• Déclassement du courant direct :Pour maintenir la température de jonction ≤150°C, le courant direct maximal est déclassé de 500mA à TS=25°C à environ 200mA à TS=125°C.
• Tension directe en fonction de TS :La VF diminue avec l'augmentation de la température (coefficient négatif d'environ -2mV/°C), typique des LED.

5.4 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement montre une distribution de type lambertien avec un demi-angle de 60° (120° FWHM). L'intensité est maximale à 0° et chute à 50% à ±60°, fournissant un éclairage uniforme sur une large zone.

5.5 Déplacement de la chromaticité en fonction du courant direct

Lorsque le courant direct augmente de 0 à 500mA, la coordonnée CIE x se déplace d'environ +0,012 et la coordonnée y de +0,006. Ce déplacement est dû au changement de la distribution spectrale à différentes densités de courant. Les concepteurs doivent tenir compte de ce décalage de couleur dans les applications nécessitant une tolérance de couleur serrée.

5.6 Distribution spectrale

Le spectre est un spectre typique de LED blanche : un pic bleu autour de 450nm et une large émission de phosphore jaune centrée autour de 560nm. L'intensité relative du pic bleu est d'environ 0,2 par rapport au pic de phosphore, indiquant une apparence blanc chaud. Le spectre couvre de 430nm à 750nm.

6. Informations mécaniques et de conditionnement

6.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED mesure 3,00mm × 3,00mm × 0,55mm (longueur × largeur × hauteur). La vue de dessous montre deux pastilles cathodiques et deux pastilles anodiques : la grande pastille (2,60mm × 1,50mm) est l'anode, et la petite pastille (2,40mm × 0,65mm) est la cathode. Des dimensions détaillées sont fournies dans les dessins de la fiche technique. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2mm sauf indication contraire.

6.2 Motifs de soudure recommandés

Le motif de pastilles PCB recommandé comprend deux pastilles rectangulaires : une pour l'anode (1,55mm × 0,65mm) et une pour la cathode (0,65mm × 0,55mm), avec un espacement approprié pour correspondre au fond du boîtier. Une conception correcte des pastilles assure une bonne formation du joint de soudure et un bon transfert thermique.

6.3 Identification de la polarité

La polarité est clairement indiquée sur le boîtier : une encoche ou un point sur la vue de dessus indique le côté cathode. La vue de dessous montre également que la grande pastille correspond à l'anode. Une polarité incorrecte peut endommager la LED car le fonctionnement inverse n'est pas autorisé.

7. Directives de soudage et d'assemblage

7.1 Paramètres de soudage par refusion

La LED est compatible avec le soudage par refusion sans plomb. Le profil de refusion recommandé comprend :

• Taux de montée moyen :Max 3°C/s (de Tsmin à Tp).
• Préchauffage :150°C à 200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus de 217°C :60-120 secondes.
• Température de crête :260°C, avec un temps à moins de 5°C du pic de maximum 10 secondes.
• Taux de refroidissement :Max 6°C/s.
• Temps de 25°C au pic :Max 8 minutes.

Le soudage par refusion ne doit pas dépasser deux fois. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les opérations de soudage, les LED peuvent être endommagées par l'humidité absorbée. Le soudage manuel est possible avec un fer à souder à ≤300°C pendant ≤3 secondes, mais une seule fois.

7.2 Précautions de manipulation

• Contrainte mécanique :Ne pas appliquer de pression sur la surface de la lentille en silicone, car elle est molle et peut endommager les circuits internes. Utiliser des outils appropriés pour manipuler par les côtés.
• Gauchissement :Ne pas monter de composants sur des PCB gauchis ; éviter de plier le circuit après soudage.
• Refroidissement :Permettre un refroidissement progressif après refusion ; un refroidissement rapide ou des vibrations pendant le refroidissement peuvent causer des dommages.
• Nettoyage :L'alcool isopropylique est recommandé pour le nettoyage. Le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé car il peut endommager la LED.
• Stockage en présence d'humidité :Sacs non ouverts : ≤30°C, ≤75% HR pendant 1 an maximum. Après ouverture : ≤30°C, ≤60% HR, utiliser dans les 24 heures. Si dépassé, étuver à 60±5°C pendant ≥24 heures.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :La LED est sensible aux décharges électrostatiques ; des précautions ESD appropriées doivent être prises lors de la manipulation.

8. Informations sur le conditionnement et la commande

8.1 Spécifications de conditionnement

La LED est fournie en conditionnement bande et bobine : 5000 pièces par bobine. La bande support a des dimensions : A0=3,30±0,1mm, B0=3,30±0,1mm, K0=0,90±0,1mm, avec une largeur de bande standard de 8mm. Le diamètre de la bobine est de 180mm, le diamètre du moyeu de 60mm et le trou d'axe de 13mm. Les bobines sont placées dans des sacs barrières à l'humidité avec dessiccant et indicateur d'humidité.

8.2 Informations sur l'étiquette

Chaque bobine porte une étiquette contenant : Numéro de pièce (modèle), Numéro de spécification, Numéro de lot, Code de catégorie (flux, chromaticité, tension), Quantité et Date. Cela facilite la traçabilité et la gestion des stocks.

9. Recommandations d'application

9.1 Scénarios d'application typiques

En raison de sa haute luminosité, de son large angle de vue et de sa qualification AEC-Q102, la RF-A3E31-WYSH-B2 est idéale pour :

• Éclairage extérieur automobile :Feux arrière, clignotants, feux stop, feux de jour (DRL).
• Éclairage intérieur automobile :Plafonniers, liseuses, bandes lumineuses d'ambiance.
• Éclairage industriel et commercial :Enseignes, éclairage décoratif, éclairage de secours.

9.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurer un dissipateur thermique adéquat pour maintenir la température du point de soudure en dessous de 125°C pour une durée de vie optimale. Utiliser des vias thermiques et des plans de cuivre sous les pastilles de la LED.
• Régulation du courant :Utiliser des pilotes à courant constant ou des résistances série pour limiter le courant et éviter l'emballement thermique dû à la variation de VF. Éviter la tension inverse.
• Contrôle du soufre et des halogènes :L'environnement d'exploitation doit contenir moins de 100 ppm de composés soufrés. La teneur en brome et en chlore simples dans les matériaux environnants doit être inférieure à 900 ppm chacun, avec un total inférieur à 1500 ppm, pour éviter la corrosion et la décoloration de la lentille en silicone.
• Composés organiques volatils (COV) :Éviter les adhésifs et les matériaux d'encapsulation qui dégagent des vapeurs organiques, car ils peuvent pénétrer le silicone et provoquer un jaunissement et une dépréciation du flux lumineux.

10. Foire aux questions (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED à 500mA en continu ?
R : Le courant direct continu maximum absolu est de 500mA, mais uniquement lorsque la température du point de soudure est suffisamment basse pour maintenir la température de jonction ≤150°C. En pratique, à des températures ambiantes élevées, un déclassement est nécessaire. Se référer à la courbe de déclassement (Fig. 1-10) pour obtenir des indications.

Q : Quelle est la température de couleur typique de cette LED ?
R : Basée sur la catégorie de chromaticité 5E (coordonnées CIE autour de 0,57 ; 0,41), la température de couleur corrélée est d'environ 2700-3000K, ce qui correspond à un blanc chaud/ambré. C'est typique pour l'éclairage de signalisation automobile.

Q : Comment se comporte la LED en polarisation inverse ?
R : Cette LED n'est pas conçue pour un fonctionnement inverse. L'application d'une tension inverse peut entraîner des dommages permanents. Toujours s'assurer que la conception du circuit empêche la tension inverse.

Q : Quelle est la condition de stockage recommandée après ouverture du sac barrière à l'humidité ?
R : La LED doit être stockée à ≤30°C et ≤60% HR, et utilisée dans les 24 heures. Si elle n'est pas utilisée, étuver à 60±5°C pendant ≥24 heures avant refusion.

Q : Puis-je utiliser un nettoyage par ultrasons après soudage ?
R : Le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé car il peut causer des dommages mécaniques à la LED, en particulier aux fils de liaison et à la lentille en silicone. Utiliser de l'alcool isopropylique et des méthodes de nettoyage douces.

11. Exemples d'application pratiques

11.1 Module de clignotant automobile

Dans un module de clignotant typique, 6 à 8 LED de ce type sont connectées en série avec une résistance de limitation de courant et pilotées par un système électrique automobile de 12V. En supposant une VF typique de 3,1V et 350mA, six LED en série nécessitent 18,6V, plus la chute de la résistance. Un pilote à courant constant abaisseur-survolteur est recommandé pour l'efficacité. L'angle de faisceau large de 120° assure la visibilité sous tous les angles.

11.2 Bande lumineuse d'ambiance intérieure

Pour l'éclairage d'ambiance, les LED peuvent être placées sur un PCB flexible avec un espacement de 10-15mm. Alimentées à 100-200mA, elles produisent une lumière blanche chaude et douce. Des diffuseurs en silicone peuvent être utilisés pour éliminer les points chauds. En raison du niveau MSL 2, l'assemblage doit être effectué dans les 24 heures suivant l'ouverture du sac, et le PCB doit être exempt de contaminants.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED blanche fonctionne sur le principe de la LED à conversion de phosphore (pc-LED). Une puce LED bleue InGaN/GaN émet de la lumière bleue à environ 450nm. Cette lumière bleue excite un phosphore émettant du jaune (généralement YAG:Ce ou similaire) déposé sur la puce. La combinaison de la lumière bleue et jaune produit de la lumière blanche. Le point de couleur exact (chromaticité) est déterminé par l'épaisseur et la composition de la couche de phosphore. Le dispositif est piloté par un courant constant ; le courant contrôle directement la luminosité et affecte également légèrement la température de couleur en raison du comportement thermique différent du phosphore et de la puce.

13. Tendances de l'industrie et orientations de développement

L'industrie de l'éclairage automobile passe rapidement des ampoules halogènes et xénon traditionnelles aux solutions à LED. Les tendances clés comprennent :

• Rendement plus élevé :Des améliorations continues de l'efficacité du phosphore et de la technologie des puces poussent le rendement au-dessus de 150 lm/W pour les LED blanches.
• Miniaturisation :Des boîtiers plus petits comme 3,0x3,0mm permettent des conceptions d'éclairage plus fines et plus flexibles.
• Réglage des couleurs :Les LED multicolores et à blanc réglable gagnent en popularité pour les phares adaptatifs et l'éclairage d'ambiance.
• Fiabilité :Des normes comme l'AEC-Q102 garantissent une fiabilité de qualité automobile, avec des tests rigoureux pour les cycles thermiques, l'humidité et les vibrations.
• Éclairage intelligent :L'intégration avec des capteurs et des modules de communication (Li-Fi, V2X) constitue la prochaine frontière.

La LED RF-A3E31-WYSH-B2, avec sa qualification AEC-Q102 et ses hautes performances, est bien positionnée pour répondre à ces exigences évolutives du secteur automobile.