Fiche technique de la LED LTLMR4TBTV3DA - Dimensions 4.2x4.2x6.9mm - Tension 2.5-3.5V - Bleu 470nm - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED SMD bleue à haute luminosité. Conçue pour être compatible avec les lignes d'assemblage standard de technologie de montage en surface (SMT), ce composant est conçu pour des applications nécessitant des performances fiables et une distribution de lumière contrôlée. Le boîtier intègre une lentille spécialisée offrant un angle de vision étroit, le rendant particulièrement adapté à l'éclairage de panneaux signalétiques où un contrôle précis du faisceau est essentiel, sans nécessiter d'optiques secondaires supplémentaires. La construction utilise des matériaux époxy avancés offrant une résistance accrue à l'humidité et une protection aux UV, contribuant ainsi à la longévité et à la stabilité du dispositif dans divers environnements opérationnels.

1.1 Avantages principaux

• Sortie lumineuse élevée :Délivre une luminosité intense adaptée aux applications nécessitant une grande visibilité.
• Efficacité énergétique :Fonctionne avec une faible consommation d'énergie tout en maintenant une efficacité lumineuse élevée.
• Conformité environnementale :Fabriquée sans plomb, sans halogène et entièrement conforme aux directives RoHS.
• Construction robuste :Présente une résistance supérieure à l'humidité, améliorant la fiabilité.
• Optique optimisée :La lentille intégrée offre un angle de vision typique de 35 degrés pour une émission de lumière contrôlée.

1.2 Applications cibles

Cette LED est principalement destinée aux applications de signalisation et d'affichage où un éclairage constant, lumineux et focalisé est critique. Les cas d'utilisation typiques incluent les panneaux à messages vidéo, les panneaux d'information routière et diverses formes de panneaux d'affichage intérieurs et extérieurs.

2. Analyse des paramètres techniques

La section suivante fournit une interprétation objective et détaillée des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés pour le dispositif. La compréhension de ces valeurs est cruciale pour une conception de circuit et une gestion thermique appropriées.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites ou en dessous n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (P_D) :85 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_A) de 25°C.
• Courant direct :Un courant direct continu (I_F) de 25 mA ne doit pas être dépassé pour un fonctionnement continu. Un courant de crête plus élevé de 100 mA n'est autorisé qu'en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10µs).
• Déclassement thermique :Pour des températures ambiantes supérieures à 45°C, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit linéairement à un taux de 0,62 mA par degré Celsius. Ceci est critique pour prévenir l'emballement thermique.
• Plages de température :Le dispositif est conçu pour fonctionner de -40°C à +85°C et peut être stocké dans des environnements de -40°C à +100°C.
• Soudure par refusion :Le composant peut supporter une température de pic de profil de refusion maximale de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ce qui correspond aux procédés de soudure sans plomb courants.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à T_A=25°C et dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 3200 mcd à un maximum typique de 7200 mcd lorsqu'elle est alimentée à I_F= 20 mA. Une tolérance de test de ±15% est appliquée aux valeurs garanties.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale. La valeur typique est de 35°, avec une plage de 30° à 40° et une tolérance de mesure de ±2°.
• Longueur d'onde :La longueur d'onde d'émission de pic (λ_P) est typiquement de 464 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, varie de 460 nm à 480 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est typiquement de 25 nm.
• Tension directe (V_F) :Entre 2,5 V et 3,5 V à I_{F= 20 mA. Les concepteurs doivent tenir compte de cette plage lors de la conception du circuit d'alimentation.}
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Il est important de noter que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Spécification du système de classement

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité dans les applications de production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont classées en trois classes (U, V, W) en fonction de leur intensité lumineuse minimale à 20 mA :

- Classe U :3200 - 4200 mcd

- Classe V :4200 - 5500 mcd

- Classe W :5500 - 7200 mcd

Une tolérance de ±15% s'applique à chaque limite de classe.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les LED sont également classées en cinq groupes (B1 à B5) en fonction de leur longueur d'onde dominante pour contrôler la variation de couleur :

- Classe B1 :460 - 464 nm

- Classe B2 :464 - 468 nm

- Classe B3 :468 - 472 nm

- Classe B4 :472 - 476 nm

- Classe B5 :476 - 480 nm

Une tolérance stricte de ±1 nm est maintenue pour chaque classe.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions de contour

Le dispositif a un encombrement compact pour montage en surface. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 4,2 mm x 4,2 mm, avec une hauteur totale de 6,9 mm ±0,5 mm. Les broches ont un espacement à leur sortie du boîtier, et une saillie maximale de résine sous la collerette de 1,0 mm est spécifiée. Toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de polarité et conception des pastilles

Le composant possède trois bornes : P1 (Anode), P2 (Cathode) et P3 (Anode). Une orientation de polarité correcte est essentielle lors de la conception du PCB et de l'assemblage. Un motif de pastille de soudure recommandé est fourni pour assurer la formation de joints de soudure fiables et une connexion thermique et électrique appropriée. La conception inclut des coins de pastilles arrondis (R0,5) pour atténuer la migration de la soudure et la concentration de contraintes. Il est explicitement indiqué que cette LED est conçue pour la soudure par refusion sur un PCB et n'est pas adaptée aux procédés de soudure par immersion.

5. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation et un assemblage appropriés sont essentiels pour maintenir la fiabilité et les performances du dispositif.

5.1 Sensibilité à l'humidité et stockage

Ce composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3 selon JEDEC J-STD-020. Les sachets barrière d'humidité non ouverts peuvent être stockés jusqu'à 12 mois à <30°C et 90% HR. Après ouverture du sachet, les LED doivent être conservées dans un environnement à <30°C et <60% HR, et toute soudure doit être terminée dans les 168 heures (7 jours). Un séchage à 60°C ±5°C pendant 20 heures est requis si la carte indicateur d'humidité montre >10% HR, si la durée de vie hors sachet dépasse 168 heures, ou si les dispositifs ont été exposés à >30°C et 60% HR. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

5.2 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion sans plomb est recommandé :

- Préchauffage/Stabilisation :150°C à 200°C pendant un maximum de 120 secondes.

- Temps au-dessus du liquidus (T_L=217°C) :60 à 150 secondes.

- Température de pic (T_P) :260°C maximum.

- Temps à ±5°C du pic :30 secondes maximum.

- Temps de montée total :De 25°C à la température de pic ne doit pas dépasser 5 minutes.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure, seuls des solvants à base d'alcool tels que l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur bande porteuse emboutie pour placement automatique. Les dimensions de la bande sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les équipements standard de pick-and-place. Chaque bobine contient 1 000 pièces. Pour l'expédition en vrac, les bobines sont conditionnées : une bobine est placée dans un sachet barrière d'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité ; trois de ces sachets sont emballés dans un carton intérieur (3 000 pcs au total) ; et dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur (30 000 pcs au total).

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications de signalisation intérieures et extérieures, y compris les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation routière et les écrans d'information généraux. Son angle de vision étroit et sa luminosité élevée la rendent efficace pour l'éclairage direct des faces de panneaux où la lumière doit être dirigée vers le spectateur avec un minimum de dispersion.

7.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Un pilote à courant constant est recommandé pour maintenir une sortie lumineuse et une couleur stables, car la luminosité de la LED est principalement fonction du courant, et non de la tension.
• Gestion thermique :Bien que le dispositif ait une bonne résistance à l'humidité, une conception thermique appropriée du PCB (surface de cuivre adéquate pour la dissipation thermique) est nécessaire pour gérer la température de jonction, en particulier lors d'un fonctionnement près des valeurs maximales ou à des températures ambiantes élevées. Respectez la courbe de déclassement au-dessus de 45°C.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement mentionné dans l'extrait fourni, les précautions ESD standard doivent être observées lors de la manipulation et de l'assemblage de tous les dispositifs à semi-conducteurs.
• Intégration optique :La lentille intégrée fournit un faisceau contrôlé. Pour les applications nécessitant des motifs de faisceau différents, des optiques secondaires peuvent être envisagées, bien que l'angle natif de 35° soit conçu pour convenir à de nombreuses applications de panneaux à vision directe.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux boîtiers LED SMD ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) standard, ce dispositif offre un avantage clé : son boîtier à lentille intégrée ovale/ronde fournit un angle de vision contrôlé et étroit (typiquement 35°) sans nécessiter de lentille optique externe supplémentaire. Cela simplifie la conception mécanique du produit final, réduit le nombre de pièces et peut abaisser le coût global du système. La combinaison d'une intensité lumineuse élevée dans un encombrement SMD compact, associée à un boîtier robuste résistant à l'humidité, le positionne favorablement pour les applications extérieures et semi-extérieures exigeantes où la fiabilité et les performances optiques sont primordiales.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de pic et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de pic (λ_P) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission est le plus intense (464 nm typique). La longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée à partir des coordonnées de couleur sur le diagramme CIE ; elle représente la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique pure qui correspondrait à la couleur perçue de la LED (plage de 460-480 nm). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Pourquoi y a-t-il un facteur de déclassement pour le courant direct au-dessus de 45°C ?

R : Le facteur de déclassement (0,62 mA/°C) est nécessaire pour limiter la température de jonction interne de la LED. Lorsque la température ambiante augmente, la capacité du dispositif à dissiper la chaleur diminue. Réduire le courant de fonctionnement empêche une accumulation excessive de chaleur qui pourrait accélérer la dégradation, réduire la sortie lumineuse ou provoquer une défaillance catastrophique.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour une indication ou une protection en tension inverse ?

R : Non. La fiche technique indique explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. Le paramètre de courant inverse (I_R) est uniquement à des fins de test. L'application d'une tension inverse continue endommagera probablement la LED.

Q : Quelle est l'importance critique de la durée de vie hors sachet de 168 heures après ouverture du sachet barrière d'humidité ?

R : Elle est très critique pour la fiabilité. Les composants MSL 3 ont absorbé l'humidité de l'atmosphère. S'ils sont soumis à une soudure par refusion après la fenêtre de 168 heures sans séchage approprié, le chauffage rapide peut faire vaporiser instantanément l'humidité piégée, conduisant potentiellement à un délaminage interne ou à un \"effet pop-corn\", qui peut fissurer le boîtier et provoquer une défaillance.

10. Principes de fonctionnement

Ce dispositif est une diode électroluminescente (LED) basée sur un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) cultivé sur un substrat, responsable de son émission bleue. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil du dispositif est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui est directement corrélée à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, autour de 470 nm (bleu). Le boîtier à lentille en époxy sert à protéger la puce semi-conductrice, à extraire la lumière efficacement et à façonner le rayonnement émis selon le motif d'angle de vision souhaité.