Spécifications de la lampe LED à montage en surface LTLMH4ERADA - Dimensions 4,2x4,2x6,2mm - Tension 1,8-2,4V - Rouge 626nm - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à haute luminosité pour montage en surface. Conçue pour être compatible avec les procédés d'assemblage SMT standard, cette diode offre une solution robuste pour les applications nécessitant une émission lumineuse précise et des performances fiables. La LED présente un boîtier spécialisé conçu pour délivrer un diagramme de rayonnement contrôlé, adapté à la signalisation sans nécessiter d'optique secondaire supplémentaire.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse combinée à une faible consommation d'énergie, ce qui se traduit par une efficacité élevée. Le boîtier est fabriqué en utilisant une technologie époxy avancée, offrant une résistance supérieure à l'humidité et une protection UV, améliorant ainsi sa durabilité dans des environnements exigeants. Elle est conforme aux normes sans plomb, sans halogène et RoHS. Le composant est spécifiquement destiné à des applications telles que les panneaux à messages vidéo, les signaux de circulation et autres tableaux d'affichage d'information où la visibilité et la fiabilité sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une analyse complète des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance du composant dans des conditions standard (TA=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

• Dissipation de puissance :120 mW maximum.
• Courant direct :50 mA continu maximum. Un courant direct de crête de 120 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique ≤1/10, largeur d'impulsion ≤10ms).
• Déclassement thermique :Le courant direct continu doit être linéairement déclassé de 0,75 mA/°C pour des températures ambiantes supérieures à 45°C.
• Plage de température :Fonctionnement de -40°C à +85°C ; stockage de -40°C à +100°C.
• Soudage par refusion :Supporte un profil maximum avec une température de pic de 260°C pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Paramètres de performance clés mesurés à un courant de test standard de IF=20mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 1500 mcd à un maximum de 4200 mcd, avec une valeur typique sujette au classement. La mesure suit la courbe de réponse de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle de vision typique est spécifié à 100/40°, indiquant un diagramme de rayonnement ovale. La tolérance de mesure est de ±2 degrés.
• Longueur d'onde :La longueur d'onde d'émission de pic (λP) est typiquement de 634 nm. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 618 nm à 630 nm, définissant la couleur rouge perçue, centrée autour de 626nm.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Typiquement 15 nm.
• Tension directe (VF) :Varie de 1,8 V à 2,4 V à 20mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Spécification du système de classement

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

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont classées en quatre catégories (R, S, T, U) en fonction de leur intensité lumineuse minimale et maximale à IF=20mA. Les limites des classes ont une tolérance de test de ±15%.

• Classe R :1500 - 1900 mcd
• Classe S :1900 - 2500 mcd
• Classe T :2500 - 3200 mcd
• Classe U :3200 - 4200 mcd

Le code de classe spécifique est marqué sur chaque sachet d'emballage pour la traçabilité.

3.2 Classement par tension directe

Les LED sont également classées par tension directe en trois catégories (1A, 2A, 3A) à IF=20mA, avec une tolérance de ±0,1V sur chaque limite.

• Classe 1A :1,8 - 2,0 V
• Classe 2A :2,0 - 2,2 V
• Classe 3A :2,2 - 2,4 V

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes de performance typiques illustrent la relation entre les paramètres clés. Ces courbes sont essentielles pour les ingénieurs de conception afin de prédire le comportement dans des conditions non standard.

4.1 Intensité lumineuse en fonction du courant direct

La courbe montre la relation non linéaire entre le courant direct (IF) et l'intensité lumineuse (Iv). L'intensité augmente avec le courant, mais les concepteurs doivent rester dans les limites des courants maximaux absolus pour garantir la longévité.

4.2 Tension directe en fonction du courant direct

Cette courbe caractéristique démontre la relation exponentielle tension-courant de la diode. Comprendre ceci est crucial pour concevoir un circuit de limitation de courant approprié.

4.3 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale de puissance est centrée sur la longueur d'onde de pic de 634 nm avec une demi-largeur typique de 15 nm, confirmant l'émission rouge à bande étroite.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions de contour

Le composant a un encombrement compact pour montage en surface. Les dimensions clés incluent une taille de corps de 4,2mm ±0,2mm en longueur et largeur, et une hauteur totale de 6,2mm ±0,5mm incluant la lentille. Les broches ont un espacement de 2,0mm ±0,5mm à leur sortie du boîtier. Toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,25mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de polarité et conception des pastilles

Le composant a trois broches : P1 (Anode), P2 (Cathode) et P3 (Anode). Il est recommandé de connecter la broche P3 à un dissipateur thermique ou un mécanisme de refroidissement sur le PCB pour aider à la gestion thermique pendant le fonctionnement. Un motif de pastille de soudure recommandé est fourni pour assurer un soudage et des performances thermiques corrects.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Ce composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3) selon JEDEC J-STD-020. Les LED dans un sachet barrière à l'humidité non ouvert peuvent être stockées jusqu'à 12 mois à <30°C et 90% HR. Après ouverture, les composants doivent être conservés à <30°C et 60% HR et doivent être soudés 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 en cas d'exposition à >30°C/60% HR. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.2 Profil de soudage par refusion

Un profil de soudage par refusion sans plomb est recommandé :

• Préchauffage/Stabilisation :150°C à 200°C pendant un maximum de 120 secondes.
• Temps liquide (tL) :Le temps au-dessus de 217°C doit être de 60 à 150 secondes.
• Température de pic (Tp) :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus de la température de classification (Tc=255°C) :Maximum 30 secondes.
• Temps total de 25°C au pic :Maximum 5 minutes.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Le composant est conçu pour le soudage par refusion et n'est pas adapté au soudage par immersion.

6.3 Nettoyage et manipulation

Si un nettoyage est nécessaire, utilisez des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique. Évitez d'appliquer une contrainte mécanique à la LED pendant le soudage lorsqu'elle est à haute température, et évitez un refroidissement rapide depuis la température de pic.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur une bande porteuse embossée dans une bobine. La bobine contient un total de 1 000 pièces. Les dimensions détaillées de la bande porteuse sont fournies, y compris la taille des alvéoles, le pas et les dimensions de la bobine (par exemple, diamètre de bobine de 330mm). L'emballage est marqué d'un avertissement \"Dispositifs sensibles à l'électricité statique\".

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications de signalisation intérieure et extérieure, y compris les panneaux à messages vidéo, les signaux de circulation et les affichages de messages généraux. Sa haute luminosité et son angle de vision contrôlé la rendent idéale pour les applications nécessitant une bonne visibilité.

8.2 Conception du circuit d'alimentation

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant en série avec chaque LED individuelle. Alimenter des LED en parallèle sans résistances individuelles peut entraîner une inégalité de répartition du courant et une luminosité inégale en raison de légères variations de tension directe (Vf) entre les composants.

8.3 Considérations de gestion thermique

Bien que le composant ait une dissipation de puissance spécifiée, une gestion thermique efficace via le PCB est cruciale pour maintenir les performances et la longévité, en particulier à des températures ambiantes ou des courants d'alimentation plus élevés. Utiliser la pastille recommandée pour la broche P3 pour la connecter à un plan thermique ou un dissipateur est une pratique de conception clé.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux boîtiers SMD ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) standard, cette lampe à montage en surface offre un avantage significatif en matière de contrôle optique. Son boîtier à lentille intégrée fournit un diagramme de rayonnement lisse et un contrôle d'angle de vision étroit sans nécessiter de lentille optique externe supplémentaire. Cela simplifie la conception du produit final, réduit le nombre de pièces et peut abaisser les coûts d'assemblage globaux tout en fournissant un éclairage ciblé.

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

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

La longueur d'onde de pic (λP) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale (typiquement 634nm ici). La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique qui définit la couleur perçue de la lumière (618-630nm ici, centrée sur 626nm). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.2 Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

Non. Faire fonctionner une LED directement à partir d'une source de tension n'est pas recommandé et risque de détruire le composant en raison d'un courant excessif. Une résistance en série ou un pilote à courant constant est obligatoire pour un fonctionnement fiable.

10.3 Pourquoi y a-t-il une tolérance de ±15% sur les limites des classes d'intensité lumineuse ?

Cette tolérance tient compte de la variabilité de mesure dans l'environnement de test de production. Elle garantit que tous les composants étiquetés dans une classe spécifique fonctionneront dans la plage d'intensité déclarée lorsqu'ils sont mesurés dans les conditions standard définies.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau de sortie haute visibilité.Un ingénieur sélectionne cette LED pour une nouvelle conception de panneau de sortie nécessitant une haute luminosité et une longue durée de vie. Il choisit des LED de la classe \"T\" pour une sortie élevée constante. Dans la conception du circuit, il utilise un pilote à courant constant réglé à 20mA par chaîne de LED. Il place plusieurs LED en série dans chaque chaîne pour répondre aux exigences de tension, évitant les connexions parallèles sans résistances individuelles. Sur le layout du PCB, il suit le motif de pastille recommandé, connectant la pastille P3 de chaque LED à une grande zone de cuivre pour la dissipation thermique. Il spécifie un atelier d'assemblage PCBA qui suit le profil de refusion fourni et s'assure que les composants sont utilisés dans les 168 heures de durée de vie hors sachet après ouverture du sachet barrière.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Ce dispositif est une diode électroluminescente (LED). Il fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction P-N, les électrons se recombinent avec les trous, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le matériau semi-conducteur spécifique utilisé (AllnGaP - Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) détermine la couleur de la lumière émise, dans ce cas, le rouge avec une longueur d'onde dominante autour de 626nm. Le boîtier époxy encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique et incorpore une lentille pour façonner le faisceau lumineux.

13. Tendances technologiques

La technologie LED à montage en surface représentée par ce composant continue d'évoluer. Les tendances générales de l'industrie incluent des améliorations continues de l'efficacité lumineuse (plus de lumière par watt d'entrée électrique), ce qui améliore l'efficacité énergétique. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence et de la stabilité des couleurs sur la durée de vie du composant. Les avancées en technologie de boîtier visent à fournir une meilleure gestion thermique, permettant des courants d'alimentation et des densités de puissance plus élevés à partir d'empreintes de plus en plus petites. De plus, la standardisation des empreintes et des caractéristiques optiques simplifie l'intégration pour les ingénieurs dans diverses applications d'éclairage et d'affichage.