Spécification de la LED blanche 3,2x1,6x0,7 mm - Tension 2,7-3,5 V - Puissance 105 mW - Document technique français

1. Aperçu du produit

Cette LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue combinée à une conversion de phosphore, offrant un boîtier CMS compact de 3,2 mm x 1,6 mm x 0,7 mm. Elle est conçue pour l'indication générale, les afficheurs et les appareils électroménagers. Les caractéristiques clés incluent un angle de vision extrêmement large (140°), une compatibilité avec tous les procédés d'assemblage CMS et de soudure, un niveau de sensibilité à l'humidité 3 et la conformité RoHS. La LED est disponible dans plusieurs catégories de tension directe et d'intensité lumineuse pour répondre à diverses exigences d'application.

2. Interprétation des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Dans des conditions de test de IF = 20 mA et Ts = 25°C, la tension directe (VF) est divisée en huit catégories de F2 (2,7 V – 2,8 V) à J1 (3,4 V – 3,5 V). L'intensité lumineuse (IV) est mesurée dans les mêmes conditions et s'étend de 600 mcd à 1200 mcd sur douze catégories (1BF à LD2). L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 140°, tandis que le courant inverse (IR) à VR = 5 V est inférieur à 10 µA. La résistance thermique (RthJ-S) est spécifiée à 450 °C/W maximum.

2.2 Valeurs maximales absolues

À Ts = 25°C, les valeurs maximales absolues sont les suivantes : dissipation de puissance (Pd) 105 mW, courant direct (IF) 30 mA, courant direct de crête (IFP) 60 mA (cycle 1/10, impulsion 0,1 ms), décharge électrostatique (ESD) 1000 V (HBM), température de fonctionnement (Topr) -40°C à +85°C, température de stockage (Tstg) -40°C à +85°C, et température de jonction (Tj) 95°C. Les concepteurs doivent s'assurer que la LED n'est jamais utilisée au-delà de ces limites et qu'un dissipateur thermique adéquat est prévu lors du fonctionnement proche du courant maximal.

3. Système de tri par lots

Pour répondre à divers besoins d'application, la LED est triée en catégories pour la tension directe, l'intensité lumineuse et la chromaticité. Les catégories de tension sont désignées F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, chacune couvrant une plage de 0,1 V. Les catégories d'intensité sont désignées 1BF (600–650 mcd) à LD2 (1150–1200 mcd). Le tri par chromaticité est basé sur les coordonnées CIE 1931 comme indiqué dans le diagramme de chromaticité (Fig. 1-6) et le tableau 1-3. Tout le tri est effectué à IF = 20 mA. Ce système de tri permet aux clients de sélectionner des composants avec des tolérances serrées pour des performances optiques cohérentes en production de masse.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

Comme le montre la Fig. 1-7, le courant direct augmente presque linéairement avec la tension directe dans la plage de 2,5 V à 3,5 V, avec un point de fonctionnement typique à 20 mA et environ 2,8 V – 3,0 V pour la plupart des catégories.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La Fig. 1-8 illustre que l'intensité lumineuse relative augmente avec le courant direct jusqu'à 30 mA, suivant une tendance légèrement sous-linéaire. À 20 mA, l'intensité relative est normalisée à 1,0.

4.3 Dépendance à la température

La Fig. 1-9 montre que l'intensité relative diminue avec l'augmentation de la température ambiante, chutant à environ 0,85 à 85°C. La Fig. 1-10 indique que le courant direct maximal admissible diminue à mesure que la température de la broche augmente, atteignant zéro à 120°C.

4.4 Variation de la chromaticité avec le courant

La Fig. 1-11 présente le décalage des coordonnées CIE lorsque le courant direct varie de 1 mA à 30 mA. Les coordonnées x et y se déplacent légèrement vers des valeurs inférieures avec l'augmentation du courant, mais restent dans une plage étroite.

4.5 Distribution spectrale

La Fig. 1-12 montre l'intensité spectrale relative en fonction de la longueur d'onde. Le pic d'émission se situe autour de 450 nm (bleu) avec une large composante de phosphore de 520 nm à 700 nm, donnant l'apparence blanche globale.

4.6 Diagramme de rayonnement

La Fig. 1-13 décrit les caractéristiques de rayonnement angulaire. L'intensité lumineuse reste supérieure à 80 % du maximum dans ±40° et chute à 50 % à environ ±70°, confirmant un angle de vision très large de 140°.

5. Informations mécaniques et sur l'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier de 3,2 mm × 1,6 mm × 0,7 mm avec une vue de dessus montrant deux plots anode/cathode. La vue de dessous indique une disposition des plots avec une cathode de 1,40 mm × 1,70 mm et un plot anode plus petit. La vue latérale montre une hauteur de lentille de 0,70 mm et une épaisseur totale de 0,70 mm. Des motifs de soudure recommandés sont fournis avec un plot de 1,50 mm × 1,60 mm pour chaque électrode et un espacement de 2,10 mm entre les plots. La polarité est marquée comme indiqué dans la Fig. 1-4.

5.2 Bande transporteuse et bobine

Les LED sont emballées dans des bandes transporteuses avec un pas de 2,00 mm, une largeur de 8,00 mm et des dimensions de cavité correspondant au boîtier. Chaque bobine contient 4000 pièces. La bobine a un diamètre extérieur de 178 mm ± 1 mm, un diamètre de moyeu de 60 mm ± 0,1 mm et une largeur de 13,0 mm ± 0,5 mm. Une marque de polarité est imprimée sur la bande transporteuse pour indiquer l'orientation lors du placement automatique.

5.3 Étiquette et sachet barrière contre l'humidité

Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie, le flux lumineux (Ф), la catégorie de chromaticité (XY), la tension directe (VF), la longueur d'onde (WLD), la quantité et la date de production. La bobine est scellée dans un sachet barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Le sachet est ensuite placé dans une boîte en carton pour l'expédition.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La soudure par refusion sans plomb standard est recommandée avec une température de crête de 260°C et un temps au-dessus de 217°C de 60 à 150 secondes. Le préchauffage de 150°C à 200°C doit durer 60 à 120 secondes. La vitesse de refroidissement ne doit pas dépasser 6°C/s. Un maximum de deux cycles de refusion est autorisé, avec un temps d'attente d'au moins 24 heures entre les cycles si les LED ont été stockées dans un environnement non sec.

6.2 Soudure manuelle et reprise

Si une soudure manuelle est nécessaire, un fer à souder réglé en dessous de 300°C doit être utilisé pendant 3 secondes maximum par plot, et l'opération ne doit être effectuée qu'une seule fois. La reprise doit être évitée ; si elle est inévitable, un fer à souder à double tête doit être utilisé pour chauffer les deux plots simultanément. Les contraintes mécaniques et le refroidissement rapide après soudure doivent être évités.

6.3 Conditions de stockage et de cuisson

Avant d'ouvrir le sachet barrière contre l'humidité, les LED peuvent être stockées jusqu'à 1 an à ≤30°C et ≤75 % HR. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 168 heures à ≤30°C et ≤60 % HR. Si le temps d'exposition dépasse 168 heures ou si l'indicateur d'humidité montre une humidité excessive, une cuisson à 60°C ± 5°C pendant 24 heures est nécessaire avant la refusion.

7. Recommandations d'application

Cette LED blanche est idéale pour les indicateurs optiques, les interrupteurs, les symboles, le rétroéclairage d'affichage et les appareils électriques domestiques. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'attaque limite le courant aux valeurs maximales absolues et inclut une résistance série pour éviter l'emballement thermique. En raison du large angle de vision (140°), la LED convient aux applications nécessitant une distribution lumineuse uniforme sur une grande surface. Pour les environnements à température ambiante élevée, une réduction du courant direct est nécessaire comme indiqué dans la Fig. 1-10.

8. Avantages techniques comparatifs

Comparée aux LED blanches conventionnelles de 3,2×1,6 mm, ce produit offre une plage de tri de tension plus large (2,7–3,5 V) et des pas de tri d'intensité plus fins (intervalles de 50 mcd), permettant un appariement optique plus serré dans les réseaux multi-LED. L'angle de vision de 140° est plus large que celui des dispositifs typiques de 120°, améliorant l'uniformité dans les applications de rétroéclairage et d'indicateur. La résistance thermique spécifiée de 450°C/W est relativement faible pour cette taille de boîtier, facilitant la dissipation thermique.

9. Foire aux questions

Q : Puis-je utiliser cette LED dans des applications extérieures ?R : La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, ce qui la rend adaptée aux applications intérieures et à certaines applications extérieures, mais une protection environnementale supplémentaire (par exemple, revêtement conforme) peut être nécessaire en cas d'humidité élevée ou d'atmosphères corrosives.
Q : Comment gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques ?R : La LED a une classification ESD HBM de 1000 V. Utilisez les précautions ESD standard, y compris les postes de travail mis à la terre, les ioniseurs et l'emballage conducteur.
Q : Quels solvants de nettoyage sont sûrs ?R : L'alcool isopropylique est recommandé. Évitez les solvants qui pourraient attaquer l'encapsulant en silicone. Le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé.
Q : Pourquoi la tension directe est-elle triée si finement ?R : Un tri fin permet une cohérence de luminosité et de couleur dans les applications où plusieurs LED sont pilotées en parallèle sans régulation de courant individuelle.

10. Cas d'application pratique

Dans un appareil électroménager typique (par exemple, un afficheur de machine à laver), quatre LED de la même catégorie d'intensité et de tension sont utilisées pour fournir un rétroéclairage uniforme. Le large angle de vision de 140° garantit la lisibilité depuis n'importe quelle direction. Les LED sont soudées sur un PCB avec des plots thermiques connectés à un plan de cuivre pour la dissipation thermique. Les tests de fiabilité effectués conformément à la spécification n'ont montré aucune défaillance après 1000 heures de test de durée de vie à 20 mA et 25°C ambiante.

11. Principe de fonctionnement

La LED blanche se compose d'une puce InGaN/GaN à émission bleue de type flip chip ou verticale recouverte d'un phosphore YAG:Ce à émission jaune. La lumière bleue de la puce excite partiellement le phosphore, qui émet une lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue résiduelle et de la lumière jaune produit une lumière blanche. La température de couleur corrélée (CCT) exacte dépend de la composition et de l'épaisseur du phosphore ; les catégories typiques se situent dans la région du blanc froid (environ 5000K–7000K) sur la base des coordonnées de chromaticité fournies.

12. Tendances de développement

Les tendances actuelles dans l'industrie des LED incluent une miniaturisation supplémentaire (par exemple, boîtiers 2,0×1,2 mm), une efficacité lumineuse plus élevée (visant >130 lm/W pour ce format), une meilleure stabilité du phosphore et une résistance thermique réduite grâce à des matériaux de substrat avancés. L'intégration de plusieurs puces dans un seul boîtier (CSP) et une tolérance de tri plus fine (