Fiche technique de la LED à montage en surface LTWMR4DX3KY - Dimensions 4.2x4.2x6.9mm - Tension 2.5-3.3V - Couleur Jaune - Puissance 100mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTWMR4DX3KY est une LED à montage en surface, haute luminosité et de couleur jaune, conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Elle utilise une puce InGaN combinée à une technologie de phosphore pour produire sa lumière jaune caractéristique à travers une lentille transparente. Le composant est conçu pour être compatible avec les lignes d'assemblage standard de la technologie de montage en surface (SMT), y compris les processus de soudage par refusion industriels.

Son principal avantage de conception réside dans son boîtier, qui présente une forme de lentille (ronde ou ovale) conçue pour offrir un diagramme de rayonnement homogène et un contrôle précis de l'angle de vision. Cela élimine le besoin d'optiques secondaires supplémentaires dans de nombreuses applications, offrant ainsi une solution économique et compacte. Le boîtier utilise des matériaux époxy avancés qui offrent une excellente résistance à l'humidité et une protection contre les UV, améliorant la fiabilité à long terme dans divers environnements.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Cette LED offre plusieurs avantages clés qui la rendent adaptée aux solutions d'éclairage professionnelles. Elle délivre une intensité lumineuse élevée tout en maintenant une faible consommation d'énergie et un rendement électro-optique élevé. Le composant est conforme aux normes environnementales, étant sans plomb, sans halogène et conforme à la directive RoHS.

Les applications cibles principales se situent dans le secteur de la signalétique et des affichages d'information. Sa haute luminosité et son angle de faisceau contrôlé la rendent idéale pour les panneaux à messages vidéo, divers panneaux de signalisation routière et les tableaux d'affichage généraux, tant pour un usage intérieur qu'extérieur. Le produit est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3, ce qui est une considération critique pour le stockage et la manipulation avant l'assemblage.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des limites et des caractéristiques de fonctionnement du dispositif est essentielle pour une conception de système fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :100 mW maximum. C'est la puissance totale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct :Un courant direct continu (IF) de 30 mA ne doit pas être dépassé pour un fonctionnement continu. Pour un fonctionnement pulsé, un courant direct de crête de 100 mA est autorisé dans des conditions spécifiques (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10 ms).
• Déclassement thermique :Le courant direct continu maximal autorisé doit être linéairement déclassé par rapport à sa valeur à 25°C à un taux de 0,54 mA par degré Celsius pour des températures ambiantes (TA) supérieures à 55°C.
• Plages de température :Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -30°C à +85°C et une plage de température de stockage de -40°C à +100°C.
• Soudage :La LED peut supporter un soudage par refusion avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont généralement mesurés à une température ambiante (TA) de 25°C et définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 5500 mcd à un maximum de 12000 mcd à un courant de test (IF) de 20 mA. La valeur réelle est classée (voir Section 4). La garantie inclut une tolérance de test de ±15%.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité axiale (au centre). Il a un minimum de 30°, typiquement de 35°, avec une tolérance de mesure de ±2 degrés. Cet angle relativement étroit est bénéfique pour diriger efficacement la lumière dans les applications de signalétique.
• Coordonnées chromatiques (x, y) :Le point de couleur typique est spécifié à x=0,57, y=0,42 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Cela définit la teinte spécifique de jaune.
• Tension directe (VF) :S'étend de 2,5 V à 3,3 V à IF=20 mA. Cette variation doit être prise en compte dans la conception du pilote pour assurer un courant constant.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5 V est appliquée. Il est crucial de noter que ce composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

3. Spécification du système de classement

Pour garantir l'uniformité de la production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres de performance clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Le flux lumineux est classé en trois classes principales, identifiées par le code marqué sur le sachet d'emballage.

• Code de classe W :5500 mcd (Min) à 7200 mcd (Max)
• Code de classe X :7200 mcd (Min) à 9300 mcd (Max)
• Code de classe Y :9300 mcd (Min) à 12000 mcd (Max)

Une tolérance de ±15% s'applique aux limites de chaque classe.

3.2 Classement par teinte (couleur)

Les coordonnées chromatiques sont également classées en quatre groupes (Y1, Y2, Y3, Y4) pour contrôler l'uniformité de la couleur. Chaque classe définit une petite zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE avec des coordonnées de coin spécifiques pour x et y. La marge de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,01. Ce contrôle strict est vital pour les applications où une apparence de couleur uniforme sur plusieurs LED est requise.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions de contour

Le composant 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. Un dessin dimensionnel détaillé est fourni dans la fiche technique, incluant des notes sur les tolérances (typiquement ±0,25 mm) et la saillie maximale de la résine sous la collerette (1,0 mm max).

4.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La LED comporte trois pastilles (P1, P2, P3). P1 et P3 sont désignées comme l'Anode (+), tandis que P2 est la Cathode (-). Un motif de pastille de soudure recommandé est fourni pour assurer une connexion électrique et une gestion thermique appropriées. Une note spécifique souligne que la pastille connectée à P3 est recommandée pour être reliée à un dissipateur thermique ou un mécanisme de refroidissement, car elle est conçue pour aider à dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement, ce qui est critique pour maintenir les performances et la longévité.

5. Directives de soudage, d'assemblage et de manipulation

Une manipulation appropriée est requise pour maintenir l'intégrité du composant et sa soudabilité.

5.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

En tant que composant MSL3, il a une durée de vie limitée après ouverture du sachet barrière à l'humidité. Lorsqu'il est scellé, il peut être stocké jusqu'à 12 mois à <30°C et 90% HR. Après ouverture, les LED doivent être conservées à <30°C et 60% HR et doivent être soudées 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 est dépassée, ou si les composants sont exposés à une humidité plus élevée. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

5.2 Recommandations de soudage

Le composant est conçu pour le soudage par refusion, et non pour le soudage par immersion.

• Soudage par refusion :Une température de crête maximale de 260°C pendant 10 secondes est autorisée. Le profil recommandé inclut une étape de préchauffage à 150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.
• Soudage manuel :Si nécessaire, un fer à souder à une température maximale de 315°C peut être utilisé pendant pas plus de 3 secondes, et cela ne doit être fait qu'une seule fois.

Les précautions critiques incluent d'éviter toute contrainte externe sur la LED pendant le soudage lorsqu'elle est chaude et d'empêcher un refroidissement rapide depuis la température de crête, car un choc thermique peut endommager le boîtier ou la puce.

5.3 Nettoyage et méthode d'alimentation

Si un nettoyage est nécessaire, des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés. Il est important de noter que les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour garantir l'uniformité de l'intensité et éviter les dommages, elles doivent être alimentées par une source de courant constant, et non par une source de tension constante. Le courant direct doit être limité conformément aux valeurs maximales absolues et aux conditions thermiques de l'application.

6. Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur une bande porteuse embossée pour placement automatique. Les dimensions de la bande sont spécifiées, y compris la taille des alvéoles, le pas et les détails de la bande de couverture. Une bobine standard contient 1 000 pièces. L'emballage est clairement marqué comme contenant des Dispositifs Sensibles aux Décharges Électrostatiques (ESD), nécessitant des procédures de manipulation sûres pour prévenir les dommages dus aux décharges statiques.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications nécessitant une grande visibilité et une lumière dirigée.

• Affichages d'information :Les panneaux à messages vidéo, les tableaux à texte défilant et les affichages d'information grand format bénéficient de la haute luminosité et de l'angle de vision étroit, ce qui augmente l'intensité sur l'axe pour une meilleure lisibilité.
• Panneaux de signalisation routière, panneaux d'avertissement et panneaux de guidage où une couleur jaune spécifique (par exemple, pour la prudence) et une puissance élevée sont des exigences réglementaires ou fonctionnelles.Signalétique commerciale :
• Lettres cannelées, logos éclairés et panneaux rétroéclairés où des sources lumineuses efficaces et compactes sont nécessaires.7.2 Considérations de conception critiques

Gestion thermique :

• La limite de dissipation de puissance de 100 mW et la courbe de déclassement thermique nécessitent une conception efficace du PCB pour la dissipation de chaleur. L'utilisation du motif de pastille recommandé pour se connecter à des plans thermiques ou à des dissipateurs est cruciale pour maintenir les performances et la fiabilité, en particulier à des températures ambiantes ou des courants d'alimentation élevés.Alimentation en courant :
• Utilisez toujours un circuit pilote à courant constant. La tension directe peut varier de 2,5 V à 3,3 V ; une alimentation à tension constante provoquerait de grandes variations de courant et donc de flux lumineux, et pourrait facilement dépasser le courant nominal maximal.Conception optique :
• La lentille intégrée fournit un angle de vision d'environ 35 degrés. Pour les applications nécessitant des diagrammes de faisceau différents, des optiques secondaires doivent être conçues en tenant compte du diagramme de rayonnement primaire de la LED.Protection ESD :
• Mettez en œuvre des mesures de protection ESD appropriées pendant la manipulation, l'assemblage et dans le circuit final, car les LED sont généralement sensibles aux décharges électrostatiques.8. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED standard en boîtier SMD ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), ce dispositif offre des avantages distincts pour les applications de signalétique. Le principal différentiateur est sa conception de lentille intégrée, qui offre un contrôle supérieur de l'angle de vision et un diagramme de rayonnement plus homogène sans nécessiter de lentilles externes supplémentaires. Cette intégration réduit le nombre de pièces, simplifie l'assemblage et peut réduire le coût et la taille totaux du système. L'utilisation d'époxy avancé offre également une meilleure résistance environnementale (humidité, UV) que certains boîtiers standard, le rendant plus robuste pour les applications extérieures.

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

Q : Quel est le principal avantage de l'angle de vision étroit ?

R : Un angle de vision étroit concentre le flux lumineux dans un cône plus petit, ce qui se traduit par une intensité lumineuse axiale plus élevée (candelas). Cela rend le panneau ou l'affichage plus lumineux lorsqu'il est vu de face, ce qui est souvent la direction de vision principale, améliorant ainsi la visibilité et l'efficacité.

Q : Pourquoi le composant est-il classé MSL3, et qu'est-ce que cela signifie pour ma production ?

R : MSL3 indique que le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, causant des dommages internes (effet "pop-corn"). Cela impose un stockage contrôlé et une "durée de vie" limitée après ouverture du sachet (168 heures dans des conditions spécifiées), après quoi un séchage est requis avant soudage.

Q : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation 3,3 V ou 5 V ?

R : Non. La tension directe varie, et une LED est une diode dont le courant augmente de façon exponentielle avec la tension. La connecter directement à une source de tension, même 3,3 V, provoquerait probablement un courant excessif, une surchauffe et une défaillance rapide. Une résistance de limitation de courant en série ou, de préférence, un circuit pilote LED à courant constant dédié doit être utilisé.

Q : Comment interpréter les codes de classe (W, X, Y, Y1, Y2, etc.) ?

R : La lettre (W/X/Y) indique la plage d'intensité lumineuse de la LED. Le chiffre suivant "Y" (Y1/Y2/Y3/Y4) indique sa classe de couleur (teinte). Pour une apparence uniforme dans un produit, il est conseillé de spécifier et d'utiliser des LED de la même classe d'intensité et de couleur.

10. Étude de cas d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'information d'arrêt de bus extérieur

Un ingénieur conçoit un affichage d'arrêt de bus extérieur alimenté par énergie solaire qui montre les itinéraires et les horaires. L'affichage doit être lisible en plein soleil et fonctionner de manière fiable dans diverses conditions météorologiques (température ambiante de -10°C à 50°C).

Choix de conception :

1. La LTWMR4DX3KY est sélectionnée pour sa haute luminosité (jusqu'à 12 000 mcd) pour surmonter la lumière ambiante.

2. Son angle de vision étroit (30-35°) est idéal car les passagers regardent généralement le panneau depuis une plage limitée de positions directement devant.

3. Le boîtier résistant à l'humidité et protégé contre les UV est crucial pour la durabilité à long terme en extérieur.

4. Le classement MSL3 oblige le partenaire de fabrication à suivre des procédures strictes de contrôle de l'humidité pendant l'assemblage du PCB.

5. La conception du PCB intègre le motif de pastille recommandé, avec la pastille P3 connectée à une grande zone de cuivre agissant comme dissipateur thermique pour gérer les ~60 mW de chaleur générés par LED à 20 mA.

6. Un circuit intégré pilote à courant constant est utilisé pour alimenter une matrice de ces LED, garantissant une luminosité uniforme malgré les variations de tension directe et offrant une capacité d'atténuation pour le fonctionnement nocturne afin d'économiser l'énergie.

Ce cas met en évidence comment les paramètres spécifiques du dispositif informent et permettent directement une conception robuste et réelle.

This case highlights how the device's specific parameters directly inform and enable a robust, real-world design.