Fiche Technique LED Blanche SMD 3.00x1.40x0.52mm - Tension Directe 2.8V - Flux Lumineux 23lm - Puissance 0.192W - Qualification Automobile AEC-Q102

1. Aperçu du produit

Cette LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue combinée à un phosphore pour obtenir un large spectre de lumière blanche. Le composant se présente dans un boîtier EMC (Epoxy Molding Compound) compact de dimensions 3,00 mm x 1,40 mm x 0,52 mm. Il est conçu pour l'éclairage intérieur et extérieur automobile, entièrement conforme à la qualification de test de contrainte AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile. La LED offre un angle de vue extrêmement large de 120°, ce qui la rend adaptée aux applications nécessitant une distribution lumineuse uniforme. Avec un niveau de sensibilité à l'humidité 2 (MSL2) et la conformité RoHS, le composant est optimisé pour l'assemblage SMT standard et les processus de soudure par refusion.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

À une condition de test de IF = 50 mA et Ts = 25 °C, la tension directe (VF) varie de 2,6 V (minimum) à 3,2 V (maximum), avec une valeur typique de 2,8 V. Le courant inverse (IR) à VR = 5 V est typiquement inférieur à 10 µA, garantissant une faible fuite. Le flux lumineux (Φ) est spécifié entre 19,6 lm (min.) et 26,9 lm (max.), avec une valeur typique de 23 lm. L'angle de vue (2θ1/2) est typiquement de 120 degrés. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est au maximum de 50 °C/W, indiquant une bonne capacité de dissipation thermique.

2.2 Valeurs maximales absolues

La dissipation de puissance maximale (PD) est de 384 mW. Le courant direct (IF) ne doit pas dépasser 120 mA en continu, tandis que le courant direct de crête (IFP) peut atteindre 200 mA avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms. La tension inverse maximale (VR) est de 5 V. Le composant peut supporter une décharge électrostatique (ESD) allant jusqu'à 8000 V (HBM) avec un rendement supérieur à 90 %. La plage de température de fonctionnement est de -40 °C à +125 °C, et la température de stockage est identique. La température maximale de jonction (TJ) est de 150 °C.

3. Système de classement

3.1 Classement par tension directe

À IF = 50 mA, la tension directe est triée en six catégories : G1 (2,8–2,9 V), G2 (2,9–3,0 V), H1 (3,0–3,1 V), H2 (3,1–3,2 V), I1 (3,2–3,3 V) et I2 (3,3–3,4 V). Ce classement fin permet aux clients de sélectionner des LEDs avec une tension étroitement contrôlée pour des circuits en parallèle ou en série.

3.2 Classement par flux lumineux

Le flux lumineux est trié en trois catégories : KA (19,6–21,8 lm), KB (21,8–24,2 lm) et LA (24,2–26,9 lm). Combiné avec les catégories de tension, cela offre une sélection complète pour les exigences de luminosité spécifiques à l'application.

3.3 Classement par chromaticité

Le diagramme de chromaticité CIE montre deux catégories de couleur : ZG0 et ZG1. ZG0 a des limites de coordonnées (0,3059,0,3112), (0,3122,0,3258), (0,3240,0,3258), (0,3177,0,3112). ZG1 est défini par (0,3122,0,3258), (0,3185,0,3404), (0,3303,0,3404), (0,3240,0,3258). Ces catégories assurent une apparence de couleur cohérente d'un lot de production à l'autre.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe I-V montre que lorsque la tension directe augmente de 2,6 V à 3,0 V, le courant direct passe de 0 mA à environ 60 mA. La courbe est exponentielle, typique des LEDs, indiquant que de petites variations de tension entraînent de grandes variations de courant ; par conséquent, la régulation du courant est critique.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

L'intensité lumineuse relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à 70 mA. À 50 mA, l'intensité relative est d'environ 100 %, et à 10 mA, elle chute à environ 20 %. Cette relation linéaire facilite la gradation par ajustement du courant.

4.3 Température de soudure en fonction de l'intensité relative

Lorsque la température du point de soudure passe de 20 °C à 120 °C, l'intensité relative diminue progressivement de 100 % à environ 85 %. Cela souligne l'importance de la gestion thermique pour maintenir la stabilité du flux lumineux.

4.4 Température de soudure en fonction du courant direct

Le courant direct maximal autorisé doit être réduit à des températures plus élevées. À Ts = 25 °C, IF max est de 120 mA ; à Ts = 100 °C, il se réduit à environ 60 mA. Un dissipateur thermique approprié assure un fonctionnement dans les limites de sécurité.

4.5 Tension directe en fonction de la température de soudure

La tension directe diminue légèrement avec l'augmentation de la température (environ -2 mV/°C). Ce coefficient de température négatif doit être pris en compte dans les conceptions à tension constante.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le motif d'émission est de type lambertien avec un large angle à mi-intensité de ±60°. Cela fournit un éclairage uniforme sur une grande surface, idéal pour l'éclairage intérieur automobile tel que les plafonniers ou les lampes de lecture.

4.7 Décalage de couleur en fonction de la température

À des températures de soudure plus élevées (85 °C et 105 °C), les coordonnées de chromaticité se déplacent légèrement vers des valeurs Y plus élevées (plus vert), mais le changement est inférieur à 0,01 unité, indiquant une bonne stabilité de couleur en fonction de la température.

4.8 Distribution spectrale

La LED blanche présente un large spectre de 400 nm à 750 nm avec un pic vers 450 nm (puce bleue) et un pic secondaire du phosphore vers 550-600 nm. Cela donne un indice de rendu des couleurs élevé adapté à l'éclairage général.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier mesure 3,00 mm x 1,40 mm x 0,52 mm. La vue de dessus montre une zone d'émission centrale dimensionnée à 2,61 mm x 1,60 mm. La vue latérale montre une épaisseur de 0,52 mm avec une petite saillie de 0,05 mm. La vue de dessous indique deux plots de soudure : une cathode (C) et une anode (A). Le plot de cathode est plus grand (0,86 mm x 1,40 mm). Le marquage de polarité est indiqué sur le dessous par un symbole '-'.

5.2 Motif de soudure recommandé

Pour une connexion thermique et électrique optimale, le motif de pastille PCB recommandé est de 3,50 mm x 2,10 mm avec une zone de pastille centrale de 0,91 mm x 1,00 mm. Toutes les dimensions sont en millimètres avec des tolérances de ±0,2 mm.

5.3 Identification de la polarité

Les bornes positive (anode) et négative (cathode) sont clairement marquées sur la vue de dessous. Une orientation correcte est essentielle pour un bon fonctionnement.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de refusion SMT

Le processus de soudure par refusion doit respecter les paramètres suivants : taux de montée en température moyen de Tsmin à Tp ≤ 3 °C/s ; préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes ; temps au-dessus de 217 °C (TL) pour un maximum de 60 secondes ; température de crête (Tp) de 260 °C avec un temps de maintien à moins de 5 °C de Tp pour un maximum de 10 secondes ; taux de refroidissement ≤ 6 °C/s ; temps total de 25 °C à Tp ≤ 8 minutes. Seuls deux cycles de refusion sont autorisés ; si plus de 24 heures les séparent, les LEDs peuvent absorber l'humidité et être endommagées.

6.2 Réparation

La réparation doit être évitée après la soudure. Si nécessaire, utilisez un fer à souder à double tête. La contrainte mécanique sur la lentille en silicone pendant le chauffage doit être évitée.

6.3 Précautions

Le matériau d'encapsulation est le silicone, qui est mou. Une pression excessive sur la surface supérieure peut endommager le circuit interne. Les buses de pick-and-place doivent appliquer une force minimale. Ne montez pas les LEDs sur un PCB déformé ou ne pliez pas la carte après la soudure. Évitez un refroidissement rapide après la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Bande transporteuse et bobine

Les LEDs sont conditionnées dans une bande transporteuse avec 5000 pièces par bobine. Les dimensions de la bobine sont : A = 178 ± 1 mm, B = 8,0 ± 0,1 mm, C = 60 ± 1 mm, D = 13,0 ± 0,5 mm. La bande comprend des poches vides de 80 à 100 pièces au début et à la fin pour la manipulation.

7.2 Spécifications de l'étiquette

Chaque bobine porte une étiquette avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie (comprenant le flux lumineux Φ, la catégorie de chromaticité XY, la tension directe VF et le code de longueur d'onde WLD), la quantité et la date de fabrication.

7.3 Emballage résistant à l'humidité

Les bobines sont scellées dans des sacs barrière contre l'humidité avec un déshydratant et des cartes indicatrices d'humidité. Le niveau de sensibilité à l'humidité est de 2. Après ouverture, les LEDs doivent être utilisées dans les 24 heures. Si le stockage dépasse 24 heures, un cuisson à 60 ± 5 °C pendant au moins 24 heures est nécessaire avant utilisation.

8. Recommandations d'application

Cette LED est principalement destinée à l'éclairage intérieur et extérieur automobile, comme les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage d'ambiance intérieur, les feux stop, les clignotants et les feux de position latéraux. Le large angle de vue de 120° et la haute luminosité (jusqu'à 26,9 lm) la rendent adaptée à l'éclairage direct et indirect. Pour des performances optimales, la conception thermique doit garantir que la température du point de soudure reste inférieure à 125 °C. Utilisez des résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant pour éviter de dépasser le courant direct maximal. Des mesures de protection ESD, telles que des bracelets de mise à la terre et des postes de travail antistatiques, sont obligatoires lors de l'assemblage.

9. Fiabilité et tests

9.1 Tests de fiabilité

La qualification du produit suit AEC-Q102. Les tests effectués comprennent : conditionnement par refusion (260 °C, 10 s, 2×), préconditionnement MSL2 (85 °C/60% HR pendant 168 h), choc thermique (-40 °C à 125 °C, 1000 cycles), test de durée de vie (Ta = 105 °C, IF = 50 mA, 1000 h) et test de durée de vie en humidité à haute température (85 °C/85% HR, IF = 50 mA, 1000 h). Critères d'acceptation : 0 défaillances autorisées sur 20 échantillons.

9.2 Critères de défaillance

Un composant est considéré comme défaillant si la tension directe dépasse 1,1 fois la limite supérieure de spécification (USL), si le courant inverse dépasse 2,0 fois l'USL, ou si le flux lumineux tombe en dessous de 0,7 fois la limite inférieure de spécification (LSL).

10. Précautions de manipulation et stockage

Évitez l'exposition à des environnements contenant du soufre à plus de 100 PPM. Les teneurs individuelles en brome et chlore doivent être inférieures à 900 PPM, et leur total inférieur à 1500 PPM. Les COV provenant des matériaux du luminaire peuvent pénétrer l'encapsulant en silicone et provoquer une décoloration ; des tests de compatibilité sont recommandés. N'utilisez pas d'adhésifs qui dégagent des vapeurs organiques. Manipulez le composant par le côté avec des pinces ; ne touchez jamais directement la lentille en silicone. Conservez les sacs non ouverts à ≤ 30 °C / ≤ 75% HR jusqu'à un an. Après ouverture, utilisez dans les 24 heures ou faites cuire avant utilisation.

11. Questions techniques courantes

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une tension constante ?R : L'alimentation en tension constante n'est possible qu'avec une résistance en série pour limiter le courant, car la tension directe varie avec la température et la catégorie. Une source de courant constant est recommandée.

Q : Quelle est la durée de vie typique ?R : La LED est qualifiée pour 1000 h à 105 °C et 50 mA, mais la durée de vie typique à des températures plus basses (85 °C) peut dépasser 10 000 heures avec une dépréciation progressive du lumen.

Q : Puis-je connecter plusieurs LEDs en parallèle ?R : Oui, mais en raison des différences de classement VF, chaque LED doit avoir sa propre résistance de limitation de courant pour éviter l'accaparement du courant.

12. Études de cas de conception

Cas : Remplacement du plafonnier intérieur– Six LEDs de catégorie LA (24,2-26,9 lm) à 50 mA chacune peuvent produire plus de 150 lm, suffisants pour un plafonnier 12V. L'utilisation d'un pilote à courant constant de 300 mA total et une gestion thermique appropriée sur un PCB à noyau en aluminium garantissent un fonctionnement fiable à une température ambiante de 85 °C.

Cas : Feu de position latéral extérieur– Deux LEDs en série (6,4 V total) avec une résistance de 120 ohms sur une ligne 12 V donnent ~47 mA, restant dans la limite nominale de 50 mA. Le large angle de vue répond aux réglementations ECE pour les feux de position latéraux.

13. Principes technologiques

La lumière blanche est produite en combinant une puce LED bleue InGaN (émettant autour de 450 nm) avec un phosphore émettant du jaune (généralement YAG:Ce). La lumière bleue excite partiellement le phosphore, qui convertit une partie des photons bleus en jaune. Le mélange de lumière bleue et jaune apparaît blanc. Le boîtier EMC offre une résistance élevée à la température et une robustesse mécanique par rapport aux boîtiers en silicone conventionnels.

14. Tendances de développement

L'éclairage automobile continue de passer des lampes à incandescence aux LED, grâce à l'efficacité énergétique, la longue durée de vie et la flexibilité de conception. Les tendances futures incluent une luminance plus élevée (plus de 30 lm par puce à 50 mA), des boîtiers plus petits (par exemple 2,0x1,0 mm) et l'intégration dans des systèmes d'éclairage adaptatifs. L'utilisation de LED de qualité automobile avec qualification AEC-Q102 devient la norme pour les fonctions extérieures et intérieures. Une technologie de phosphore améliorée renforcera la cohérence des couleurs et réduira l'extinction thermique.