Sélectionner la langue

Fiche de spécifications pour LED jaune SMD 3030 - Dimensions 3,0 x 3,0 x 0,55 mm - Tension 2,0 à 2,6 V - Couleur jaune - Puissance ~0,8 W

Fiche technique détaillée pour une LED SMD jaune haute luminosité. Inclut les caractéristiques électriques/optiques, le classement, l'emballage, les données de fiabilité et les directives d'assemblage SMT.
smdled.org | PDF Size: 1.1 MB
Évaluation: 4.5/5
Votre évaluation
Vous avez déjà évalué ce document
Couverture du document PDF - Fiche de spécifications pour LED jaune SMD 3030 - Dimensions 3,0 x 3,0 x 0,55 mm - Tension 2,0 à 2,6 V - Couleur jaune - Puissance ~0,8 W

. Product Overview

This document details the specifications for a high-performance Yellow Surface-Mount Device (SMD) Light Emitting Diode (LED). The device features a compact 3.0mm x 3.0mm footprint with a low profile of 0.55mm, making it suitable for space-constrained applications requiring high luminous output and reliability.

.1 Core Advantages and Target Market

The primary advantages of this LED include its Epoxy Molding Compound (EMC) package, which offers excellent thermal and environmental stability, and an extremely wide 120-degree viewing angle for uniform illumination. It is designed for automated SMT assembly processes and is supplied on tape and reel. The product is qualified according to the stringent AEC-Q102 stress test guidelines for automotive-grade discrete semiconductors, making its primary target market automotive lighting for both interior and exterior applications. It is also compliant with RoHS and REACH environmental directives.

. In-Depth Technical Parameter Analysis

The following parameters are defined at a standard test condition of a junction temperature (Tj) of 25°C and a forward current (IF) of 350mA, unless otherwise specified.

.1 Electrical and Optical Characteristics

Forward Voltage (VF):Ranges from a minimum of 2.0V to a maximum of 2.6V, with a typical value of 2.31V. This parameter is critical for driver circuit design and power dissipation calculations.

Luminous Flux (Φ):The light output ranges from 37 lm (minimum) to 55.3 lm (maximum), with a typical value of 45 lm. This high brightness is achieved from the AlGaInP semiconductor material.

Dominant Wavelength (Wd):Defines the perceived color of the LED. It ranges from 587 nm to 597 nm, placing it firmly in the yellow region of the visible spectrum, with a typical value of 590 nm.

Viewing Angle (2θ1/2):The full width at half maximum is 120 degrees, providing a very broad and uniform emission pattern.

Thermal Resistance (RthJ-S):The junction-to-solder point thermal resistance is a maximum of 20 °C/W. This is a key parameter for thermal management design to prevent overheating.

Reverse Current (IR):Is limited to a maximum of 10 µA at a reverse voltage of 5V.

.2 Absolute Maximum Ratings

These ratings define the limits beyond which permanent damage may occur. Operating the device continuously at these limits is not advised.

. Binning System Explanation

To ensure color and brightness consistency in production, LEDs are sorted into bins based on key parameters measured at IF=350mA.

.1 Forward Voltage Binning

Voltage is binned in 0.1V steps from 2.0-2.1V (Bin C1) up to 2.5-2.6V (Bin E2). Designers can select bins to match their power supply requirements and thermal design.

.2 Luminous Flux Binning

Light output is binned into four groups: NA (37.0-40.9 lm), NB (40.9-45.3 lm), OA (45.3-50.0 lm), and OB (50.0-55.3 lm). This allows for selection based on required brightness levels.

.3 Dominant Wavelength Binning

The yellow color is binned into four wavelength ranges: B1 (587-589.5 nm), B2 (589.5-592 nm), C1 (592-594.5 nm), and C2 (594.5-597 nm). This ensures precise color matching within an application, crucial for automotive signaling and interior lighting.

. Performance Curve Analysis

The specification includes typical characteristic curves that illustrate device behavior under varying conditions.

.1 IV Characteristic Curve

The Forward Voltage vs. Forward Current curve shows the non-linear relationship typical of diodes. At the rated 350mA, the voltage is typically 2.31V. The curve is essential for understanding the dynamic resistance of the LED and for designing constant-current drivers.

.2 Optical vs. Electrical/Thermal Characteristics

Other curves typically included (and inferred from the binning data) would show:

- Luminous Flux vs. Forward Current:Light output increases with current but will eventually saturate and decrease due to heating.

- Dominant Wavelength vs. Junction Temperature:The peak wavelength of an AlGaInP LED generally shifts with temperature, which can affect color point stability. Proper thermal management is critical to minimize this shift.

- Forward Voltage vs. Junction Temperature:The forward voltage has a negative temperature coefficient, decreasing as temperature rises. This can be used in some temperature-sensing circuits.

. Mechanical and Package Information

.1 Package Dimensions

The device has a standard 3030 (3.0mm x 3.0mm) footprint. The overall height is 0.55mm ± 0.2mm. Detailed top, side, and bottom views define the exact shape and terminal locations.

.2 Polarity Identification and Solder Pad Design

The cathode is clearly marked on the top of the device. A recommended solder land pattern (footprint) is provided for PCB design. The pattern is asymmetrical (2.40mm x 1.55mm for the anode and 0.65mm x 1.55mm for the cathode), which aids in automated optical inspection (AOI) after soldering and provides a larger thermal pad for the anode to improve heat dissipation.

. Soldering and Assembly Guidelines

.1 SMT Reflow Soldering Profile

The device is suitable for standard SMT reflow processes. A specific reflow soldering temperature profile is recommended, typically including:

- Preheat zone to slowly ramp up temperature and activate flux.

- Soak zone to equalize temperature across the PCB.

- Reflow zone with a peak temperature not exceeding 260°C for a limited time (e.g., 10 seconds above 240°C).

- Controlled cooling zone.

Adherence to this profile prevents thermal shock and ensures reliable solder joints.

.2 Handling and Storage Precautions

The Moisture Sensitivity Level (MSL) is rated Level 2. This means the package can be stored at ambient conditions (<30°C/60% RH) for up to one year. If the factory-sealed dry bag is opened, the components must be soldered within 168 hours (1 week) if kept at <30°C/60% RH, or they must be re-baked before use. Proper ESD precautions (using grounded workstations, wrist straps) are mandatory as the device is sensitive to electrostatic discharge.

. Packaging and Reliability

.1 Packaging Specification

The LEDs are supplied on embossed carrier tape mounted on reels for automated pick-and-place machines. Detailed dimensions for the carrier tape pockets (to hold the 3.0x3.0mm component) and the reel (standard or custom size) are specified. Labeling on the reel provides traceability information like part number, quantity, lot number, and date code.

.2 Reliability Testing

The product undergoes a comprehensive suite of reliability tests based on AEC-Q102. These tests are designed to simulate harsh operating environments and long-term use. Key test items include:

- High Temperature Operating Life (HTOL):Operating the LED at high temperature and current to accelerate aging.

- Temperature Cycling (TC):Cycling between extreme high and low temperatures to test for mechanical stress.

- Humidity Resistance Tests:Exposing the device to high humidity, often with bias applied.

- ESD Tests:Verifying robustness against electrostatic discharge.

Specific conditions (temperature, duration, sample size) and pass/fail criteria (e.g., less than a 10% shift in luminous flux, no catastrophic failure) are defined to ensure automotive-grade quality.

. Application Design Considerations

.1 Typical Application Scenarios

The primary application isautomotive lighting. This includes:

- Exterior:Turn signals, daytime running lights (DRLs), side marker lights, center high-mount stop lights (CHMSL).

- Interior:Dashboard backlighting, switch illumination, ambient lighting, warning indicators.

Its reliability, wide viewing angle, and bright yellow output make it ideal for these safety-critical and aesthetic functions.

.2 Critical Design Considerations

. Technical Comparative Context

Compared to standard plastic SMD LEDs, this EMC-packaged device offers superior thermal performance, allowing it to sustain higher drive currents and brightness without accelerated lumen depreciation. The AlGaInP material system provides high efficiency in the yellow/amber region compared to phosphor-converted white LEDs, resulting in purer color saturation. The AEC-Q102 qualification places it in a higher reliability tier than commercial-grade LEDs, justifying its use in automotive and other demanding applications.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

.1 How do I select the right voltage and flux bin?

Choose a voltage bin that aligns with your driver's output voltage range to maximize efficiency. For brightness consistency in an array, specify a tight flux bin (e.g., OA or OB). For cost-sensitive applications where some variation is acceptable, a wider bin (NA-NB) may be suitable.

.2 What is the most critical factor for long-term reliability?

Controlling the junction temperature is paramount. Exceeding the maximum rating not only risks immediate failure but significantly accelerates long-term lumen degradation. Proper heatsinking via the PCB is essential, especially when driving at or near the maximum current.

.3 Can I use a reflow profile for lead-free solder?

Yes, the provided reflow profile is compatible with standard lead-free (SAC) solder pastes. The key is to not exceed the peak temperature and time-above-liquidus specified in the soldering instructions to avoid damaging the internal die attach and wire bonds.

. Design and Use Case Example

Scenario: Automotive Rear Turn Signal.

A design requires a cluster of 6 yellow LEDs for a bright, wide-angle turn signal. The designer would:

. Select LEDs from the same dominant wavelength bin (e.g., C1) to ensure color uniformity.

. Choose a high luminous flux bin (OB) for maximum visibility.

. Design a PCB with a copper pour under the anode pads of all LEDs, connected via thermal vias to a larger internal layer for heat spreading.

. Use a single constant-current driver chip capable of supplying 6 * 350mA = 2.1A, with appropriate fault protection.

. Follow the recommended solder pad layout and reflow profile during assembly.

This approach ensures a reliable, consistent, and bright automotive lighting solution.

. Technical Principle Introduction

This LED emits yellow light through electroluminescence from a semiconductor chip composed of Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). When a forward voltage is applied, electrons and holes recombine in the active region of the chip, releasing energy in the form of photons. The specific ratio of the Al, Ga, In, and P elements in the crystal lattice determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength of light emitted—in this case, approximately 590 nm (yellow). The EMC package encapsulates and protects the fragile semiconductor die, provides the primary optical lens to shape the light beam, and offers a path for heat to escape via the solderable terminals.

. Technology Trends

The general trend for such LEDs is towards higher efficacy (more lumens per watt), enabling brighter signals with lower power consumption and reduced thermal load. There is also a push for increased power density in the same or smaller packages. In automotive applications, integration with smart drivers and controllers for dynamic lighting effects (e.g., sequential turn signals) is becoming more common. Furthermore, advancements in package materials and die attach technologies continue to improve long-term reliability and resistance to harsh environmental conditions like thermal cycling and humidity.

Terminologie des spécifications LED

Explication complète des termes techniques LED

Performance photoelectrique

Terme Unité/Représentation Explication simple Pourquoi important
Efficacité lumineuse lm/W (lumens par watt) Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité.
Flux lumineux lm (lumens) Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". Détermine si la lumière est assez brillante.
Angle de vision ° (degrés), par exemple 120° Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité.
CCT (Température de couleur) K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés.
CRI / Ra Sans unité, 0–100 Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées.
SDCM Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED.
Longueur d'onde dominante nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes.
Distribution spectrale Courbe longueur d'onde vs intensité Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. Affecte le rendu des couleurs et la qualité.

Paramètres électriques

Terme Symbole Explication simple Considérations de conception
Tension directe Vf Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série.
Courant direct If Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie.
Courant pulsé max Ifp Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages.
Tension inverse Vr Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension.
Résistance thermique Rth (°C/W) Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte.
Immunité ESD V (HBM), par exemple 1000V Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles.

Gestion thermique et fiabilité

Terme Métrique clé Explication simple Impact
Température de jonction Tj (°C) Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur.
Dépréciation du lumen L70 / L80 (heures) Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. Définit directement la "durée de vie" de la LED.
Maintien du lumen % (par exemple 70%) Pourcentage de luminosité conservé après le temps. Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme.
Décalage de couleur Δu′v′ ou ellipse MacAdam Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage.
Vieillissement thermique Dégradation du matériau Détérioration due à une température élevée à long terme. Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert.

Emballage et matériaux

Terme Types communs Explication simple Caractéristiques et applications
Type de boîtier EMC, PPA, Céramique Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue.
Structure de puce Avant, Flip Chip Agencement des électrodes de puce. Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance.
Revêtement phosphore YAG, Silicate, Nitrure Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI.
Lentille/Optique Plat, Microlentille, TIR Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière.

Contrôle qualité et classement

Terme Contenu de tri Explication simple But
Bac de flux lumineux Code par exemple 2G, 2H Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. Assure une luminosité uniforme dans le même lot.
Bac de tension Code par exemple 6W, 6X Regroupé par plage de tension directe. Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système.
Bac de couleur Ellipse MacAdam 5 étapes Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire.
Bac CCT 2700K, 3000K etc. Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. Répond aux différentes exigences CCT de scène.

Tests et certification

Terme Norme/Test Explication simple Signification
LM-80 Test de maintien du lumen Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21).
TM-21 Norme d'estimation de vie Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. Fournit une prévision scientifique de la vie.
IESNA Société d'ingénierie de l'éclairage Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. Base de test reconnue par l'industrie.
RoHS / REACH Certification environnementale Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). Exigence d'accès au marché internationalement.
ENERGY STAR / DLC Certification d'efficacité énergétique Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité.