Spécification de la LED jaune 3.2x3.0x0.6mm - Tension directe 5.4-6.6V - Puissance 1.32W - Flux lumineux 83.7-117lm - Grade automobile

1. Aperçu du produit

Cette LED jaune est un dispositif monté en surface haute performance conçu pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Le composant est fabriqué à l'aide d'une puce bleue combinée à une couche de conversion de phosphore jaune, produisant une émission jaune saturée avec une excellente stabilité des couleurs. Le boîtier mesure 3,2 mm x 3,0 mm x 0,6 mm (longueur x largeur x hauteur), ce qui le rend adapté aux conceptions à espace restreint tout en offrant un rendement lumineux élevé. Les spécifications clés comprennent une tension directe typique de 5,4 V à 6,6 V à 150 mA, un flux lumineux allant de 83,7 lm à 117 lm et une dissipation de puissance maximale de 1,32 W. La LED est qualifiée selon la norme de test de contrainte AEC-Q101 pour les semiconducteurs discrets de qualité automobile, garantissant la fiabilité dans des conditions de fonctionnement difficiles. Elle est fournie en conditionnement sur bande et bobine avec 4000 pièces par bobine, compatible avec les processus d'assemblage SMT standard.

1.1 Description générale

La LED jaune est un dispositif monté en surface (SMD) qui utilise une puce LED bleue recouverte d'un matériau phosphore pour convertir la lumière bleue en lumière jaune. Le boîtier est construit avec un matériau EMC (Composé de moulage époxy), offrant une excellente résistance à la chaleur, une résistance mécanique et des performances optiques. Les dimensions du produit sont précisément 3,20 mm x 3,00 mm x 0,60 mm, avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire. La LED présente un large angle de vision de 120 degrés (angle à demi-intensité), ce qui la rend idéale pour les applications d'indication et d'éclairage nécessitant une large distribution de la lumière.

1.2 Caractéristiques

• Boîtier EMC pour une fiabilité thermique et mécanique renforcée
• Angle de vision extrêmement large (2θ1/2 = 120°)
• Adapté à tous les processus d'assemblage SMT et de soudure (compatible avec le soudage par refusion)
• Disponible sur bande et bobine (4000 pièces/bobine)
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 2 (selon JEDEC)
• Conforme aux exigences RoHS et REACH
• Qualifié selon la qualification de test de contrainte AEC-Q101 pour les semiconducteurs discrets de qualité automobile

1.3 Applications

Éclairage automobile pour applications intérieures et extérieures, y compris mais sans s'y limiter : indicateurs de tableau de bord, rétroéclairage de boutons, éclairage d'ambiance, indicateurs de clignotants et éclairage décoratif. La large plage de température de fonctionnement (-40°C à +110°C) et la haute fiabilité la rendent adaptée aux applications sous le capot et à l'éclairage extérieur où les températures extrêmes et les vibrations sont présentes.

2. Interprétation détaillée des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts=25°C)

La plage de tension directe est relativement large (5,4 V à 6,6 V), ce qui est typique pour les LED jaunes à conversion de phosphore utilisant une puce bleue avec une tension directe élevée. Le tri du flux lumineux garantit une sélection de luminosité cohérente. La résistance thermique de 21°C/W (max) indique un transfert de chaleur efficace de la jonction au point de soudure, crucial pour maintenir la température de jonction en dessous de la valeur nominale maximale de 125°C.

2.2 Valeurs nominales absolues maximales

Les valeurs nominales absolues maximales ne doivent jamais être dépassées pendant le fonctionnement. La limite de dissipation de puissance de 1320 mW correspond à 180 mA avec une tension directe approximative de 7,33 V ; cependant, la tension réelle à 180 mA peut être plus élevée en raison des caractéristiques VF. Les concepteurs doivent assurer un dissipateur thermique adéquat pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C. L'indice de résistance aux décharges électrostatiques de 8000 V (HBM) offre une protection robuste contre les décharges électrostatiques, mais des précautions standard contre les décharges électrostatiques sont toujours recommandées lors de la manipulation.

2.3 Caractéristiques thermiques et considérations de conception

La résistance thermique RTHJ-S de 21°C/W (maximum) indique que pour chaque watt de puissance dissipée, la température de jonction augmentera de 21°C au-dessus de la température du point de soudure. Au courant de fonctionnement typique de 150 mA et une VF typique d'environ 6,0 V, la dissipation de puissance est de 0,9 W, ce qui entraîne une augmentation de température jonction-soudure d'environ 18,9°C. Si la température ambiante est de 85°C, la température de jonction serait d'environ 104°C, bien en dessous de la limite de 125°C. Cependant, au courant nominal maximal (180 mA) avec une VF dans le pire des cas, la puissance pourrait approcher 1,19 W, entraînant une augmentation de 25°C, ce qui à 85°C ambiant atteindrait 110°C, toujours acceptable mais avec moins de marge. Une conception thermique appropriée du PCB avec une surface de cuivre adéquate et des vias thermiques est essentielle pour maintenir une température de soudure basse.

3. Explication du système de tri

La LED est triée en lots en fonction de la tension directe et du flux lumineux pour garantir des performances cohérentes pour les clients. Le tri est effectué à IF=150mA.

3.1 Lots de tension directe

3.2 Lots de flux lumineux

Le lot chromatique est désigné par "5E" avec des coordonnées CIE spécifiques fournies dans la spécification. Les coordonnées de couleur sont étroitement contrôlées dans le quadrilatère défini sur le diagramme chromatique CIE 1931, garantissant une apparence de couleur jaune cohérente. Les lots permettent aux clients de sélectionner le compromis entre luminosité et tension directe, optimisant ainsi l'efficacité du driver et l'uniformité du rendement lumineux dans les réseaux.

4. Analyse des courbes de performance

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

La tension directe augmente avec le courant direct selon une caractéristique typique de diode. À faible courant (par exemple, 30 mA), la VF est d'environ 5,5 V, tandis qu'à 150 mA, elle atteint environ 6,0 V (typique). La courbe montre une relation quasi linéaire dans cette plage de fonctionnement, ce qui est attendu pour les LED entraînées dans la région ohmique. Les concepteurs doivent tenir compte de la variation de VF avec le courant lors de l'utilisation d'une commande à tension constante ; une résistance en série ou un driver à courant constant est recommandé.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

Le rendement lumineux relatif augmente avec le courant, mais avec un gain moins que linéaire à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité. À 150 mA, l'intensité relative est d'environ 100 % (référence). Doubler le courant à 300 mA (non recommandé, car le maximum est de 180 mA) ne produirait qu'environ 160 % d'intensité relative, démontrant les pertes thermiques et d'efficacité. Le fonctionnement près du courant nominal maximal offre le meilleur compromis entre luminosité et efficacité.

4.3 Dépendance à la température

La température de soudure (Ts) a un effet significatif sur le rendement lumineux et la tension directe. Lorsque la température augmente de 25°C à 125°C, l'intensité lumineuse relative diminue d'environ 30 % (de 100 % à environ 70 %). Cela est dû à une augmentation des recombinaisons non radiatives à des températures de jonction plus élevées. La tension directe diminue avec l'augmentation de la température à un taux d'environ -2 mV/°C (observé à partir de la courbe VF en fonction de Ts). Par conséquent, la gestion thermique est essentielle pour maintenir une luminosité constante, en particulier dans les environnements automobiles où les températures ambiantes peuvent atteindre 85°C ou plus.

4.4 Diagramme de rayonnement et décalage chromatique

La LED présente un diagramme de rayonnement symétrique avec un angle de demi-intensité de ±60°, fournissant un faisceau large adapté à l'éclairage indicateur et de zone. Les coordonnées chromatiques se décalent avec le courant de commande ; la spécification montre que Δx et Δy changent de moins de 0,015 sur la plage de courant de 0 à 200 mA, indiquant une bonne stabilité des couleurs. La distribution spectrale culmine autour de 590-600 nm (région jaune) avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) typique des LED à conversion de phosphore.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED a une dimension en vue de dessus de 3,20 mm x 3,00 mm, avec une épaisseur de 0,60 mm. La vue de dessous montre un plot central pour la connexion thermique et électrique, avec des dimensions : 2,30 mm (largeur) x 1,80 mm (hauteur) et deux plots de cathode/anode sur les côtés. Le motif de soudure recommandé suggère un plot thermique central de 2,6 mm x 2,1 mm et des plots plus petits pour les bornes. La polarité est clairement marquée sur le boîtier par une encoche du côté de la cathode. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Empreinte de soudure recommandée

L'empreinte PCB recommandée est fournie dans la spécification. Elle comprend un grand plot thermique (2,6 mm x 2,1 mm) pour dissiper efficacement la chaleur, et des plots plus petits pour l'anode et la cathode (0,9 mm x 0,4 mm chacun). L'espacement entre le plot thermique et les plots latéraux assure une isolation adéquate tout en permettant l'application de la pâte à souder. L'empreinte est conçue pour correspondre aux dimensions inférieures du boîtier avec une légère surimpression pour des joints de soudure fiables.

6. Directives d'assemblage et de soudure

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de soudure par refusion recommandé est conforme aux normes JEDEC pour le soudage sans plomb. Paramètres clés : préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60 à 120 secondes ; taux de montée ≤3°C/s de Tsmax au pic ; temps au-dessus de 217°C (TL) jusqu'à 60 secondes ; température de crête 260°C pendant un maximum de 10 secondes ; taux de refroidissement ≤6°C/s. Le temps total de 25°C au pic ne doit pas dépasser 8 minutes. Le profil assure un mouillage correct de la soudure sans dépasser la tolérance de température du boîtier.

6.2 Précautions

• Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Si l'intervalle entre deux processus de soudage dépasse 24 heures, la LED peut être endommagée en raison de l'absorption d'humidité.
• Ne pas appliquer de contrainte mécanique sur la LED pendant le chauffage.
• Après soudage, ne pas déformer le PCB ni appliquer de vibrations excessives pendant le refroidissement.
• Un refroidissement rapide après soudage n'est pas recommandé (éviter la trempe).
• Lors de la réparation avec un fer à souder, utiliser un fer à double tête et s'assurer que les caractéristiques de la LED ne sont pas affectées.

6.3 Manipulation et stockage

La LED est sensible à l'humidité et classée MSL Niveau 2. Les sacs sous vide non ouverts peuvent être stockés à ≤30°C et ≤75% HR jusqu'à un an. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 24 heures si stockées à ≤30°C et ≤60% HR. Si ces conditions sont dépassées ou si le dessiccant a expiré, un étuvage à 60±5°C pendant ≥24 heures est nécessaire. Ne pas toucher directement la surface de la lentille en silicone ; manipuler le composant par les côtés à l'aide d'une pince.

7. Informations sur le conditionnement et la commande

7.1 Spécifications de conditionnement

Les LED sont fournies en conditionnement sur bande et bobine. Chaque bobine contient 4000 pièces. La bande de transport a les dimensions suivantes : A0=3,30±0,1 mm, B0=3,50±0,1 mm, K0=0,90±0,1 mm, pas P0=4,00±0,1 mm, P1=4,00±0,1 mm, P2=2,00±0,05 mm, largeur W=8,00±0,1 mm, épaisseur T=0,20±0,05 mm, E=1,75±0,1 mm, F=3,50±0,1 mm, D0=1,50±0,1 mm, D1=1,10±0,1 mm. Le diamètre de la bobine est de 180 mm, largeur 12 mm, diamètre du moyeu 60 mm et diamètre du trou de broche 13,0 mm. Chaque bobine est placée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité, puis emballée dans une boîte en carton.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette sur chaque bobine comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot (y compris le lot de flux lumineux et de chromaticité), le lot de tension directe, le code de longueur d'onde, la quantité et le code de date. Ces informations permettent une traçabilité complète et la sélection des lots souhaités pour la production.

8. Guide d'application

8.1 Applications typiques

Conçue principalement pour l'éclairage automobile intérieur et extérieur, cette LED jaune peut être utilisée pour les indicateurs de tableau de bord, le rétroéclairage des interrupteurs, l'éclairage d'ambiance, les indicateurs de clignotants (en combinaison avec des réflecteurs appropriés) et les fonctions de feux arrière combinés. Son large angle de vision la rend adaptée à l'éclairage de panneaux où une luminosité uniforme est requise sur une grande surface. Elle peut également être utilisée dans des applications non automobiles telles que les feux de signalisation, les feux d'avertissement et l'éclairage décoratif où la couleur et la fiabilité sont essentielles.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurer un dissipateur thermique adéquat via des vias thermiques PCB et des plans de cuivre pour maintenir la température du point de soudure dans les limites, en particulier lorsque plusieurs LED sont densément serrées.
• Commande de courant :Utiliser un driver à courant constant pour maintenir un flux lumineux stable. Si une commande en tension est utilisée, inclure une résistance en série pour limiter le courant et tenir compte de la variation de VF.
• Protection contre les décharges électrostatiques :Bien que l'indice de résistance aux décharges électrostatiques soit de 8000 V, utiliser des procédures de manipulation anti-ESD et envisager d'ajouter des diodes TVS dans le circuit si de longues pistes sont présentes.
• Conception optique :Le large angle d'émission nécessite une optique secondaire si un faisceau plus étroit est souhaité. Éviter de placer des surfaces réfléchissantes trop près du boîtier pour éviter un retour indésirable.
• Compatibilité chimique :Éviter l'exposition aux composés soufrés, bromés, chlorés au-dessus des limites spécifiées (S ≤100 ppm, Br<900 ppm, Cl<900 ppm, total Br+Cl<1500 ppm). Ne pas utiliser d'adhésifs qui dégagent des vapeurs organiques.

9. Comparaison technique avec des produits alternatifs

Par rapport aux LED jaunes conventionnelles utilisant des matériaux à bande interdite directe GaAsP/GaP, cette LED jaune à conversion de phosphore offre une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité des couleurs en fonction de la température. Cependant, la tension directe est plus élevée (5,4-6,6 V contre environ 2 V pour les LED jaunes standard) en raison de l'utilisation d'une puce bleue et d'une conversion de phosphore. Cela nécessite une tension d'alimentation plus élevée, mais fournit une couleur jaune plus saturée avec une fiabilité améliorée dans les environnements automobiles à haute température. La qualification AEC-Q101 ajoute un niveau d'assurance qui n'est pas toujours disponible dans les LED commerciales standard. Par rapport aux solutions RVB multi-puces, cette LED jaune à puce unique simplifie les circuits de commande et élimine les incohérences de mélange de couleurs. Le boîtier EMC offre des performances thermiques et mécaniques supérieures par rapport aux boîtiers PPA traditionnels (polyphthalamide), ce qui le rend adapté aux environnements difficiles.

10. Foire aux questions

• Q :Cette LED peut-elle être utilisée dans des chaînes en parallèle ?R :Oui, mais une attention particulière doit être portée au tri de la tension directe pour éviter un déséquilibre de courant. Utiliser des résistances en série individuelles ou un miroir de courant pour chaque LED.
• Q :Quelle est la durée de vie typique ?R :La spécification ne fournit pas explicitement de données de durée de vie L70/B50, mais sur la base de la qualification AEC-Q101 et de la limite de température de jonction, une durée de vie estimée de plusieurs milliers d'heures dans des conditions nominales est attendue.
• Q :La LED est-elle compatible avec le soudage sans plomb ?R :Oui, le profil de refusion est conçu pour le soudage sans plomb avec une température de crête de 260°C.
• Q :La LED peut-elle être nettoyée après soudage ?R :L'alcool isopropylique est recommandé. Le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé car il pourrait endommager la LED.
• Q :Quelle est la condition de stockage recommandée après ouverture du sac ?R :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR, et utiliser dans les 24 heures. Si non utilisé, étuver à 60±5°C pendant ≥24 heures avant utilisation.

11. Cas d'utilisation pratiques

Cas 1 : Éclairage d'ambiance intérieur automobile.Une bande de 20 LED est placée le long du tableau de bord pour fournir un éclairage d'ambiance jaune. Les LED sont alimentées à 150 mA chacune à l'aide d'un convertisseur élévateur à courant constant (entrée 12 V). La puissance totale est d'environ 18 W, nécessitant un PCB en aluminium pour la dissipation thermique. Le large angle de vision assure un éclairage uniforme dans l'habitacle.

Cas 2 : Module de clignotant extérieur.Un système optique à réflecteur utilise 8 LED pour atteindre l'intensité lumineuse requise selon la réglementation CEE. Les LED sont triées en groupes VF et flux serrés (lots S2 et SA) pour garantir une luminosité égale et une variation de tension minimale. Le module passe les tests de choc thermique et d'humidité selon les normes automobiles.

Cas 3 : Rétroéclairage de boutons dans le système d'infodivertissement.1 à 2 LED par bouton fournissent une indication jaune distincte. La faible hauteur (0,6 mm) permet un montage derrière des guides de lumière minces. Les tests de fiabilité ne montrent aucune défaillance après 1000 heures à 105°C ambiant.

12. Explication du principe technique

Cette LED jaune utilise une puce LED bleue InGaN comme source lumineuse primaire. La lumière bleue (longueur d'onde de crête ~450 nm) est partiellement absorbée par un phosphore jaune (typiquement YAG:Ce3+ ou similaire) qui est intégré dans l'encapsulation en silicone. Le phosphore réémet la lumière dans une large bande spectrale centrée autour de 550-600 nm (jaune). La combinaison de la lumière bleue restante et de l'émission jaune peut produire une couleur jaune perçue. Cependant, dans ce produit, le phosphore est conçu pour convertir presque toute la lumière bleue, résultant en une émission jaune saturée avec une composante bleue minimale. Les coordonnées de couleur définies dans le lot "5E" correspondent à un point spécifique de l'espace colorimétrique CIE 1931, garantissant une apparence de couleur cohérente.

13. Tendances de développement

La tendance dans l'éclairage automobile à LED est vers une efficacité lumineuse plus élevée, des boîtiers plus petits et une meilleure gestion thermique. Le boîtier EMC de ce produit représente une évolution par rapport aux boîtiers PPA traditionnels, offrant une conductivité thermique et une fiabilité améliorées. Les développements futurs pourraient inclure des puces à tension plus élevée pour réduire le courant pour une même puissance, des matériaux phosphores améliorés pour réduire l'extinction thermique, et l'intégration avec des circuits intégrés de commande intelligents. L'adoption de la qualification AEC-Q101 comme base de référence pour les LED automobiles devient standard, poussant les fournisseurs à investir dans des tests rigoureux. De plus, la demande pour des couleurs uniques et un éclairage dynamique (par exemple, les phares adaptatifs) stimule les avancées dans les solutions multi-puces et accordables, mais les LED monochromes haute fiabilité comme ce dispositif jaune restent essentielles pour des conceptions rentables et robustes.