Fiche technique de la lampe LED LTLMR4TG12DA - Dimensions 4,2x4,2x6,9mm - Tension 2,5-3,5V - Vert 530nm - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTLMR4TG12DA est une lampe LED à montage en surface de haute luminosité conçue pour l'assemblage électronique moderne. Il utilise un boîtier diffus vert avec une longueur d'onde dominante typique de 530 nm. Le dispositif est conçu pour être compatible avec les lignes d'assemblage SMT (Technologie de Montage en Surface) standard et les processus de soudage par refusion industriels, le rendant adapté à la fabrication en grande série.

Sa philosophie de conception centrale vise à fournir un diagramme de rayonnement étroit et contrôlé directement depuis le boîtier, éliminant le besoin de lentilles optiques secondaires dans de nombreuses applications. Ceci est réalisé grâce à une géométrie de lentille spécifique qui façonne le faisceau lumineux. Le boîtier est construit en utilisant des matériaux époxy avancés offrant une résistance accrue à l'humidité et une protection UV, contribuant à la fiabilité du dispositif dans des environnements exigeants.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse, pouvant atteindre jusqu'à 45 000 mcd dans des conditions de test standard. Ceci est associé à une faible consommation d'énergie et à un rendement électro-optique élevé. Le dispositif est entièrement conforme aux réglementations environnementales, étant sans plomb, sans halogène et conforme à la directive RoHS.

Son angle de vision typique de 25° le rend particulièrement adapté aux applications nécessitant un éclairage directionnel ou une lisibilité sous des angles spécifiques. Les marchés cibles principaux de ce composant sont les systèmes de signalisation et d'affichage professionnels. Cela inclut les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation de grand format et diverses formes de tableaux d'information où une haute luminosité et une bonne visibilité sont critiques.

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres de performance du dispositif tels que définis dans sa fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif possède des limites définies qui ne doivent pas être dépassées pour garantir un fonctionnement fiable et éviter des dommages permanents. La dissipation de puissance maximale est de 105 mW à une température ambiante (TA) de 25°C. Le courant direct continu maximal (IF) est de 30 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 100 mA est autorisé sous conditions spécifiques : un rapport cyclique ≤1/10 et une largeur d'impulsion ≤10 µs. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température de -40°C à +85°C et peut être stocké entre -40°C et +100°C. Un paramètre critique pour l'assemblage est la condition de soudage par refusion, spécifiée à un maximum de 260°C pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Dans des conditions de test standard (TA=25°C, IF=20mA), le dispositif présente les performances typiques suivantes. L'intensité lumineuse (Iv) a une large plage, d'un minimum de 21 000 mcd à un maximum de 45 000 mcd, la valeur spécifique étant déterminée par le code de bin du produit (voir Section 4). La tension directe (VF) se situe typiquement entre 2,5V et 3,5V. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Il est important de noter que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce test est uniquement à des fins de caractérisation.

Les principaux paramètres optiques définissent sa couleur et son diagramme de faisceau. La longueur d'onde dominante (λd) est spécifiée entre 527 nm et 535 nm, la plaçant fermement dans la région verte du spectre. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est typiquement autour de 520 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est d'environ 30 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière émise. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, est typiquement de 25°, avec un minimum de 20°.

3. Spécification du système de binning

Pour assurer la cohérence de la production, les LED sont triées en bins selon des paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée en trois bins principaux lorsqu'elle est mesurée à IF=20mA :

• Code de bin 2 :Minimum 21 000 mcd, Maximum 27 000 mcd.
• Code de bin 3 :Minimum 27 000 mcd, Maximum 35 000 mcd.
• Code de bin 4 :Minimum 35 000 mcd, Maximum 45 000 mcd.

Une tolérance de ±15% est appliquée aux limites de chaque bin lors des tests et de la vérification.

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit perceptuellement la couleur de la LED, est également triée en bins :

• Code de bin G3 :Minimum 527 nm, Maximum 531 nm.
• Code de bin G4 :Minimum 531 nm, Maximum 535 nm.

La tolérance pour chaque limite de bin de longueur d'onde est de ±1 nm, assurant un contrôle serré de la couleur.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les courbes typiques pour un tel dispositif illustreraient des relations importantes. LaCourbe Courant vs. Tension (I-V)montrerait la relation exponentielle caractéristique d'une diode, avec la tension directe augmentant avec le courant. LaCourbe Intensité lumineuse vs. Courant direct (I-L)est typiquement linéaire ou légèrement sous-linéaire dans la plage de fonctionnement, montrant comment la sortie lumineuse évolue avec le courant d'alimentation. LaCourbe Intensité lumineuse vs. Température ambianteest cruciale pour la gestion thermique, car la sortie d'une LED diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Comprendre ces relations est essentiel pour concevoir des circuits d'alimentation stables et efficaces.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions et polarité

Le dispositif a un encombrement compact pour montage en surface. Les dimensions clés du boîtier sont d'environ 4,2 mm en longueur et largeur, avec une hauteur totale de 6,9 mm. Les broches ont un espacement de 3,65 mm à leur sortie du corps du boîtier. La polarité est clairement indiquée : P1 et P3 sont les connexions anodes, tandis que P2 est la cathode. Une note mécanique critique spécifie que toute résine en saillie sous la collerette ne doit pas dépasser 1,0 mm de hauteur, ce qui est important pour assurer un bon positionnement sur le PCB lors de l'assemblage.

5.2 Considérations de conception du boîtier

La conception de la lentille ovale est essentielle pour obtenir l'angle de vision spécifié de 25° sans optique externe. Le matériau du boîtier diffus contribue à homogénéiser la sortie lumineuse, réduisant les points chauds et offrant un aspect plus uniforme, ce qui est souhaitable dans les applications de signalisation. Les matériaux utilisés offrent un bon équilibre entre performance optique, résistance mécanique et protection environnementale.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un assemblage appropriés sont essentiels pour atteindre les performances et la fiabilité spécifiées.

6.1 Sensibilité à l'humidité et stockage

Ce composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3) selon la norme JEDEC J-STD-020. Les LED dans un sac barrière à l'humidité (MBB) scellé d'usine et non ouvert peuvent être stockées jusqu'à 12 mois dans des conditions ne dépassant pas 30°C et 90% d'humidité relative (RH). Après ouverture du MBB, les composants doivent être conservés dans un environnement de<30°C et<60% HR. La "durée de vie au sol" totale - le temps entre l'ouverture du sac et l'achèvement du processus de soudage à haute température - ne doit pas dépasser 168 heures (7 jours). Si ces conditions sont dépassées, ou si la carte indicateur d'humidité incluse indique >10% HR, un séchage (baking) est requis. La condition de séchage recommandée est de 60°C ±5°C pendant 20 heures, et cela ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.2 Paramètres de soudage

Deux méthodes de soudage sont abordées :Soudage par refusion :Un profil de refusion sans plomb est recommandé. La température de crête (Tp) ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de la température de liquidus (TL=217°C) doit être compris entre 60 et 150 secondes. Le temps à moins de 5°C de la température de crête doit être d'un maximum de 30 secondes. Le dispositif peut supporter un maximum de deux cycles de refusion dans ces conditions.Soudage manuel (fer à souder) :Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 315°C, et le temps de contact par broche doit être limité à un maximum de 3 secondes. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés. Les nettoyants chimiques agressifs doivent être évités car ils pourraient endommager la lentille en époxy ou les marquages du boîtier.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande porteuse et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé pick-and-place. La largeur de la bande est de 16,0 mm. Chaque bobine contient 1 000 pièces de la LED. Des dimensions détaillées pour l'alvéole et la bande de couverture sont fournies pour assurer la compatibilité avec les systèmes d'alimentation.

7.2 Emballage carton

L'emballage est hiérarchique pour la protection et la logistique. Une bobine est emballée avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité à l'intérieur d'un seul sac barrière à l'humidité (MBB). Trois de ces MBB sont ensuite emballés dans un carton intérieur, totalisant 3 000 pièces. Enfin, dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur principal, résultant en un total de 30 000 pièces par carton extérieur.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale de cette LED est dans diverses formes de signalisation. Sa haute luminosité et son angle de vision étroit la rendent idéale pour :

- Panneaux à messages vidéo :Grands affichages extérieurs ou intérieurs où les pixels individuels nécessitent une directivité contrôlée.

- Panneaux de signalisation routière :Panneaux à messages variables sur autoroutes où une haute visibilité et une fiabilité sont primordiales.

- Panneaux d'information :Affichages dans les aéroports, gares ou lieux publics.

8.2 Considérations de conception

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (105 mW max), une conception de PCB appropriée est essentielle. Assurez une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, surtout si le fonctionnement est à ou près du courant maximum. La courbe de déclassement spécifie une réduction de 0,5 mA par degré Celsius au-dessus de 45°C ambiant.

Alimentation en courant :Alimentez toujours la LED avec une source de courant constant, et non une tension constante. Le courant de fonctionnement recommandé est de 20 mA. Dépasser les valeurs maximales absolues, même brièvement, peut réduire significativement la durée de vie ou provoquer une défaillance immédiate.

Intégration optique :L'angle de vision de 25° est inhérent au boîtier. Pour les applications nécessitant un diagramme de faisceau différent, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) seront nécessaires. La lentille diffusante aide à obtenir un mélange des couleurs lorsque plusieurs LED sont utilisées à proximité.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED SMD standard (comme les boîtiers 3528 ou 5050) ou aux LED PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), ce dispositif offre un avantage clé : un angle de vision étroit et contrôlé intégré. Les LED SMD standard ont souvent des angles de vision larges (120° ou plus), nécessitant des lentilles externes supplémentaires pour collimater la lumière pour la signalisation, ce qui ajoute du coût et de la complexité. Cette lampe intègre cette fonction, simplifiant potentiellement la conception du produit final. Sa haute intensité lumineuse dans un boîtier compact offre également une meilleure densité lumineuse par surface que de nombreuses alternatives à angle plus large lorsque de la lumière directionnelle est nécessaire.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle la distribution spectrale de puissance est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue de la lumière ; c'est la longueur d'onde unique qui correspondrait à la sensation de couleur. Pour les LED monochromatiques comme cette LED verte, elles sont souvent proches mais pas identiques.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 30 mA en continu ?

R : Bien que 30 mA soit la valeur maximale absolue du courant direct continu, ce n'est pas la condition de fonctionnement recommandée. Fonctionner à la valeur maximale générera plus de chaleur, réduira l'efficacité et pourrait raccourcir la durée de vie de la LED. La condition de test standard et le courant d'application typique est de 20 mA.

Q : Pourquoi la classification MSL3 et le processus de séchage sont-ils importants ?

R : L'humidité absorbée dans le boîtier plastique peut s'évaporer rapidement pendant le processus de soudage par refusion à haute température, provoquant un délaminage interne, des fissures ou l'effet "popcorn". Cela peut entraîner une défaillance immédiate ou des problèmes de fiabilité latents. Suivre les procédures de manipulation MSL prévient ces dommages.

Q : Comment interpréter les codes de bin lors de la commande ?

R : Vous devez spécifier à la fois le bin d'intensité lumineuse (ex. : Bin 3) et le bin de longueur d'onde dominante (ex. : Bin G3) en fonction des exigences de votre application en matière de luminosité et d'uniformité de couleur. Cela garantit que vous recevez des LED dont les performances se situent dans une fenêtre définie et étroite.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Considérons la conception d'un panneau à messages variables de taille moyenne pour un parking. Le panneau doit être clairement lisible en plein jour à distance et sous un angle d'approche spécifique. Utiliser le LTLMR4TG12DA en Bin 4 pour la luminosité la plus élevée et en Bin G3 pour une couleur verte uniforme serait un choix approprié. L'angle de vision de 25° assure que la lumière est dirigée vers les conducteurs sans déperdition excessive, améliorant le contraste. Le concepteur créerait un réseau PCB de ces LED, alimenté par des circuits intégrés pilotes à courant constant. Une conception thermique minutieuse sur le PCB à âme métallique gérerait la chaleur, et les procédures de manipulation MSL3 seraient strictement suivies pendant l'assemblage pour garantir une fiabilité à long terme dans un environnement extérieur avec des fluctuations de température.

12. Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée entre l'anode et la cathode, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la puce semi-conductrice, composée de Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) pour l'émission verte. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches InGaN détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, centrée autour de 530 nm (vert). Le boîtier en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et incorpore une lentille pour façonner la sortie lumineuse en un diagramme de faisceau de 25° souhaité.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED pour la signalisation et l'éclairage professionnel continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure uniformité et qualité de couleur, et une plus grande fiabilité. La technologie des boîtiers évolue également pour permettre une densité de puissance plus élevée et une meilleure gestion thermique. Pour les applications à angle étroit comme la signalisation, l'accent est mis sur l'obtention d'un contrôle précis du faisceau directement depuis le boîtier avec une haute efficacité optique, réduisant le besoin et les pertes associées aux optiques secondaires. La conformité environnementale et l'utilisation de matériaux durables dans les emballages sont également des moteurs industriels de plus en plus importants.