AB136 LUXEON MZ Application Brief 20150528 ©2015 Lumileds Holding B.V. All rights reserved.

2

Table of Contents

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1 . Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.1 Description .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ...3

1.2 Optical Center . ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. .... .. ...3

1.3 Handling Precautions .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ..4

1.4 Cleaning . ... .. ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ...5

1.5 Electrical Isolation .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ..5

1.6 Mechanical Files.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ..5

1.7 Soldering.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ..5

2 . LUXEON MZ Printed Circuit Board Design Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.1 LUXEON MZ Footprint and Land Pattern . ... .. ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..6

2.2 Surface Finishing .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. .6

2.3 Minimum Spacing .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ..6

3 . Thermal Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

3.1 PCB designs for LUXEON MZ . ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... .. ... ... ... .7

3.2 Other Thermal Assembly and Design Considerations ... ... ... ... ... .. ... ... .. ... ... ... ...9

3.3 Thermal Resistance Results.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ..11

4 . Thermal Measurement Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

4.1 Thermal Basics.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ..11

4.2 Temperature Sensor Pad (T

s) and Thermocouple (TC) Attachment .. .. .... .. ... ... .. ... ... .12

4.3 Effect of Placing T

s point Further Away from LED Package .. ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ..13

4.4 Thermal Measurement Result.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ..14

5 . Assembly Process Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

5.1 Stencil Design.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ...14

5.2 Solder Paste .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... .14

5.3 Solder Paste Screen Printing.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. .14

5.4 Pick-and-Place . ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ..15

5.5 Pick-and-Place Machine Optimization .. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... .18

5.6 Solder Reflow Profile.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ..19

5.7 Placement and Reflow Accuracy.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ...20

5.8 JEDEC Moisture Sensitivity Levels.. .. .... .. ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. ... ... ..20

6 . Packaging Considerations – Chemical Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

About Lumileds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22