Spécifications de la LED blanche 3030 - Format 3,00x3,00x0,55mm - Tension 2,8-3,6V - Puissance ~1,5W - Document Technique

1. Description

Ce document fournit les spécifications techniques d'un composant LED blanche haute luminosité. Le dispositif est conçu pour l'assemblage par Technologie de Montage en Surface (CMS), présentant une empreinte au format industriel standard 3030.

1.1 Aperçu

La LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue et d'une technologie à phosphore pour produire une lumière blanche. Le composant est logé dans un boîtier EMC (composé moulé époxy), offrant une bonne stabilité thermique et mécanique pour des performances fiables.

1.1.1 Caractéristiques

• Boîtier EMC pour une fiabilité améliorée.
• Angle de vision extrêmement large, adapté à un éclairage diffus.
• Entièrement compatible avec les processus standards d'assemblage CMS et de refusion.
• Fourni en bandes et sur bobines pour un assemblage automatisé par placement.
• Niveau de Sensibilité à l'Humidité (NSH) : Niveau 3.
• Conforme aux directives environnementales RoHS.

1.1.2 Applications

• Rétroéclairage pour panneaux LCD, téléviseurs et moniteurs.
• Éclairage pour commutateurs et symboles.
• Indicateurs optiques à usage général.
• Applications d'affichage intérieur.
• Éclairage tubulaire.
• Usages d'éclairage général.

1.2 Dimensions du boîtier et contour mécanique

La LED présente une empreinte compacte 3030. Les principales dimensions mécaniques sont les suivantes :

• Longueur du boîtier : 3,00 mm (tolérance \u00b10,2 mm).
• Largeur du boîtier : 3,00 mm (tolérance \u00b10,2 mm).
• Hauteur du boîtier : 0,55 mm (nominale).
• La lentille présente une forme bombée d'un diamètre d'environ 2,6 mm.
• Les plots d'anode et de cathode sont situés au dos du boîtier, avec des dimensions de pastilles de soudure recommandées pour la conception du PCB (2,26 mm x 1,45 mm pour chaque plot avec un espace de 0,69 mm entre eux).

Toutes les unités de dimension sont en millimètres, et les tolérances standard sont de \u00b10,2 mm sauf indication contraire. Une identification correcte de la polarité est cruciale ; le boîtier inclut des marquages visuels pour distinguer les bornes anode et cathode.

1.3 Paramètres du produit : caractéristiques électriques et optiques

Tous les paramètres sont spécifiés à une température de jonction (T_J) de 25 \u00b0C. Comprendre ces valeurs nominales est essentiel pour une conception de circuit fiable et une gestion thermique adéquate.

Caractéristiques électriques et optiques (T_S=25 \u00b0C)

Mesures de performance clés dans des conditions de fonctionnement typiques :

• Tension directe (V_F)) : de 2,8 V (Min) à 3,6 V (Max) à un courant de test de 500 mA. La valeur typique se situe dans cette plage.
• Courant inverse (I_R)) : Maximum 10 \u00b5A à une tension inverse de 5 V.
• Flux lumineux (\u03a6) : de 115 lm (Min) à 180 lm (Max) à 500 mA.
• Angle de vision (2\u03b8_1/2)) : Typique 120 degrés, offrant un faisceau très large.
• Résistance thermique (R_THJ-S)) : Typique 12 \u00b0C/W, mesurée de la jonction au point de soudure.

Valeurs maximales absolues (T_S=25 \u00b0C)

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne doivent jamais être dépassées en fonctionnement.

• Dissipation de puissance (P_D)) : 2160 mW maximum.
• Courant direct continu (I_F)) : 600 mA maximum.
• Courant direct crête (I_FP)) : 900 mA maximum, en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Tension inverse (V_R)) : 5 V maximum.
• Décharge électrostatique (ESD) - Modèle du Corps Humain (HBM)) : Résiste jusqu'à 2000 V (HBM) avec un rendement supérieur à 90 %, bien qu'une protection ESD lors de la manipulation reste nécessaire.
• Température de fonctionnement (T_OPR)) : de -10 \u00b0C à +80 \u00b0C.
• Température et humidité de stockage) : de 5 \u00b0C à 30 \u00b0C à une humidité relative \u2264 60 %.
• Température de jonction maximale (T_J)) : 115 \u00b0C. C'est une limite critique pour la longévité de la LED.

Note de conception critique :Le courant de fonctionnement maximal doit être déterminé après mesure de la température réelle du boîtier en fonctionnement. La température de jonction ne doit pas dépasser la valeur maximale nominale de 115 \u00b0C. Il faut veiller à ce que la dissipation de puissance totale (V_F x I_F) ne dépasse pas la valeur maximale absolue de 2160 mW.

1.4 Système de classement du produit

Pour garantir l'uniformité de la couleur et de la luminosité dans les applications de production, les LEDs sont triées en classes (bins) en fonction des paramètres clés mesurés à I_F= 500 mA.

• Classement par Tension Directe (V_F) : Les LEDs sont triées en huit classes (G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, J2), chacune représentant un palier de 0,1 V de 2,8-2,9 V jusqu'à 3,5-3,6 V. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LEDs avec des tolérances de tension plus serrées pour un appariement du courant dans les réseaux multi-LEDs.
• Classement par Flux Lumineux (\u03a6)

: Les LEDs sont triées en classes de flux lumineux étiquetées T115, T120, T125, etc., chacune représentant un palier de 5 lumens à partir de 115-120 lm. Cela permet un contrôle précis de la luminosité totale dans une application._FEn spécifiant une combinaison de classes V

et \u03a6, les ingénieurs peuvent obtenir des performances très uniformes dans leurs produits finis. La spécification fournit des notes de tolérance pour la mesure de la tension directe (\u00b10,1 V) et du flux lumineux (\u00b1 5 %).

1.5 Caractéristiques optiques et colorimétrie

Le document fait référence au Diagramme de Chromaticité C.I.E. 1931, qui est la norme internationale pour la définition des couleurs. Pour les LEDs blanches, la couleur est définie par ses coordonnées (x, y) sur ce diagramme. La spécification inclut un tableau de codes de classe avec les plages correspondantes de coordonnées CIE (x, y) cibles (par ex., CIE-X1, CIE-Y1, CIE-X2, CIE-Y2). La tolérance de mesure typique pour ces coordonnées de couleur est de \u00b10,005. Sélectionner des LEDs provenant des mêmes classes de couleur ou de classes adjacentes est essentiel pour éviter des différences de couleur visibles (décalage de couleur) entre les LEDs individuelles dans un assemblage.

2. Emballage et informations de commande

Le produit est fourni dans un format optimisé pour la fabrication automatisée en grande série.

2.1 Spécifications d'emballage

La LED est livrée sur bande transporteuse gaufrée enroulée sur des bobines. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande, le diamètre de la bobine et la taille du moyeu sont fournies pour garantir la compatibilité avec l'équipement de placement CMS standard. Une spécification d'étiquetage pour la bobine est également définie. Le processus d'emballage inclut des mesures de protection contre l'humidité adaptées au classement NSH 3, et les unités sont ensuite emballées dans des cartons pour l'expédition et le stockage.

2.1.6 Tests de fiabilité

Le produit subit une série de tests de fiabilité pour garantir ses performances sous diverses contraintes environnementales. La spécification liste les éléments et conditions de test, qui incluent typiquement des tests comme le stockage à haute température, le stockage à basse température, les cycles thermiques, la résistance à l'humidité et la résistance à la chaleur de soudure. Des conditions spécifiques (par ex., température, durée, nombre de cycles) sont définies pour chaque test.

2.1.7 Critères d'endommagement

Des critères visuels et fonctionnels clairs sont établis pour juger si un composant a été endommagé après des tests de fiabilité ou une manipulation. Cela peut inclure des critères tels qu'un boîtier fissuré, une décoloration, un détachement des broches ou un écart significatif par rapport aux paramètres électriques/optiques initiaux.

3. Recommandations pour le brasage par refusion CMS

Un brasage correct est critique pour l'intégrité mécanique et les performances thermiques. Le composant est conçu pour les processus de brasage par refusion sans plomb.

Les recommandations spécifient un profil de température de refusion. Ce profil définit des paramètres clés tels que la température et le temps de préchauffage, la vitesse de montée en température, la température de pic, le temps au-dessus du liquidus et la vitesse de refroidissement. Le respect de ce profil prévient le choc thermique de la LED, qui peut causer des contraintes internes, un délaminage ou une défaillance prématurée. La température maximale du corps pendant le brasage ne doit pas dépasser la limite spécifiée.

3.1.1 Utilisation du fer à souder (pour la réparation)

Si une réparation manuelle est nécessaire, des précautions spécifiques doivent être prises. La température de la panne du fer à souder doit être contrôlée, et le temps de contact avec les bornes de la LED doit être minimisé (typiquement moins de 3 secondes) pour empêcher une chaleur excessive de pénétrer dans la puce LED et l'endommager ou détériorer les liaisons internes.

3.1.2 Processus de réparation

Un processus recommandé pour retirer et remplacer une LED défectueuse est fourni. Cela implique généralement d'appliquer soigneusement de la chaleur sur les joints de soudure pour retirer l'ancien composant, nettoyer la pastille, appliquer une nouvelle pâte à souder, puis placer et refusionner le nouveau composant en suivant le profil standard.

• 3.1.3 Précautions générales
• Ne pas appliquer de contrainte mécanique sur la lentille de la LED.
• Éviter de toucher la surface de la lentille avec les doigts ou des outils pour prévenir la contamination.

S'assurer que la conception des pastilles sur le PCB correspond au motif de soudure recommandé pour obtenir un cordon de soudure fiable et un alignement correct.

4. Précautions de manipulation et de stockage

• Pour maintenir la qualité et la fiabilité, plusieurs précautions de manipulation sont soulignées :Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
• : Bien que la LED ait une tenue ESD HBM de 2000 V, il s'agit toujours d'un dispositif semi-conducteur. Des procédures de manipulation antistatiques (par ex., postes de travail mis à la terre, bracelets) doivent être utilisées pour prévenir les dommages dus aux décharges électrostatiques.Sensibilité à l'humidité
• : En tant que composant NSH Niveau 3, le boîtier peut absorber l'humidité de l'air. Si le sac barrière scellé contre l'humidité est ouvert ou endommagé, les composants doivent être utilisés dans un délai spécifié (typiquement 168 heures à <30 °C / 60 % HR) ou être reséchés selon la procédure prescrite avant le brasage par refusion pour empêcher l'effet \"pop-corn\" (fissuration du boîtier due à l'humidité vaporisée pendant la refusion).Conditions de stockage
• : Stocker dans un environnement frais et sec comme spécifié (5-30 °C, HR \u2264 60 %). Éviter l'exposition à la lumière directe du soleil, aux gaz corrosifs ou à une poussière excessive.Nettoyage

: Si un nettoyage post-soudure est requis, utiliser des solvants et des méthodes approuvés compatibles avec le matériau du boîtier LED. Éviter le nettoyage par ultrasons sauf s'il est vérifié comme étant sûr pour le composant spécifique.

5. Recommandations d'application et considérations de conception

5.1 Gestion thermique en conception_JLe facteur le plus critique pour la performance et la durée de vie de la LED est la gestion de la température de jonction (T_J:

T_J). La résistance thermique de la jonction au point de soudure est typiquement de 12 °C/W. Pour calculer T_PCB : T _{= T} + (R

THJ-S_PCB \u00d7 Dissipation de Puissance)_JOù T

est la température au niveau des pastilles de soudure sur le PCB. Les concepteurs doivent garantir une surface de cuivre adéquate sur le PCB (pastilles thermiques ou plans) et éventuellement un dissipateur thermique supplémentaire pour maintenir T

bien en dessous du maximum de 115 °C, de préférence en dessous de 85-100 °C pour une longue durée de vie. Utiliser un courant direct inférieur au maximum de 600 mA est un moyen efficace de réduire la dissipation de puissance et la génération de chaleur._F variations.

5.2 Conception du circuit d'alimentation

Les LEDs sont des dispositifs à commande de courant. Un pilote à courant constant est fortement recommandé par rapport à un pilote à tension constante pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le pilote doit être conçu pour limiter le courant au niveau requis (par ex., 500 mA pour la luminosité nominale) tout en tenant compte de la variation de la tension directe (2,8-3,6 V). Pour les réseaux multi-LEDs, une connexion en série aide à assurer l'appariement du courant, tandis que les connexions parallèles nécessitent une sélection minutieuse des classes ou une limitation de courant individuelle pour tenir compte de la variation de V

entre les composants.

5.3 Considérations de conception optique_{L'angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus plutôt qu'un spot focalisé. Pour les applications de rétroéclairage, des diffuseurs et des guides de lumière sont typiquement utilisés pour distribuer uniformément la lumière. Le flux lumineux initial et sa diminution progressive dans le temps (maintien du flux) doivent être pris en compte dans les exigences de luminosité globale du système.}5.4 Circuits d'application typiques_FUn circuit d'application de base implique un circuit intégré pilote LED à courant constant ou une simple résistance de limitation de courant en série avec la LED lorsqu'elle est alimentée par une source de tension. La valeur de la résistance série est calculée comme R = (V_FAlimentation_F)² - V