Fiche technique de la LED LTLMR4EW2DA - Dimensions 4.2x4.2x6.9mm - Tension 1.8-2.4V - Puissance 120mW - Rouge 624nm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTLMR4EW2DA est une LED à montage en surface haute luminosité conçue pour l'assemblage électronique moderne. Elle utilise une puce rouge AllnGaP avec une longueur d'onde d'émission de crête de 630nm, logée dans un boîtier diffusant. Son objectif de conception principal est de fournir un éclairage intense et focalisé, adapté aux applications nécessitant une visibilité claire sans optiques secondaires supplémentaires.

Les avantages principaux de ce composant incluent sa haute intensité lumineuse, atteignant jusqu'à 12000 mcd sous un courant de commande standard de 20mA, et sa faible consommation d'énergie. Le boîtier est conçu avec une technologie époxy avancée, offrant une résistance supérieure à l'humidité et une protection UV, améliorant sa fiabilité pour une utilisation en intérieur comme en extérieur. Il est entièrement conforme aux normes environnementales sans plomb, sans halogène et RoHS.

Le marché cible englobe un large éventail d'applications de signalisation et d'affichage. Son angle de vision étroit et contrôlé, typiquement de 25°, le rend particulièrement adapté aux panneaux à messages vidéo, aux panneaux de signalisation routière et à divers tableaux d'affichage d'informations où une lumière dirigée et un contraste élevé sont essentiels.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents à la LED peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :120 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (TA) de 25°C.
• Courant direct continu (IF) :50 mA. Le courant direct continu maximal qui peut être appliqué.
• Courant direct de crête :120 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (cycle de service ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 10µs).
• Déclassement :Le courant direct continu doit être réduit linéairement de 0,75 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de 45°C de température ambiante pour éviter la surchauffe.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.
• Condition de soudage par refusion :Résiste à une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes, compatible avec les procédés de refusion sans plomb standard.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à TA=25°C et IF=20mA sauf indication contraire, représentant la performance typique.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 7200 mcd (minimum) à 12000 mcd (maximum), avec une valeur typique fournie. Une tolérance de test de ±15% est appliquée aux limites des bacs.
• Angle de vision (2θ1/2) :25° typique, avec une plage de 20° à 30°. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale, définissant la largeur du faisceau.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :630 nm typique. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Entre 618 nm et 630 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur rouge.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm typique. Ceci indique la pureté spectrale ou la saturation de couleur de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :Entre 1,8V et 2,4V à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (IR) :10 µA maximum sous une tension inverse (VR) de 5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour le test de courant de fuite.

3. Spécification du système de tri

Les LED sont triées en bacs en fonction de paramètres de performance clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les bacs sont définis par des valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse à IF=20mA.

• Code de bac X :7200 mcd (Min) à 9300 mcd (Max).
• Code de bac Y :9300 mcd (Min) à 12000 mcd (Max).
• Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque limite de bac lors des tests.

3.2 Tri par tension directe

Les bacs sont définis par des plages de tension directe à IF=20mA.

• Code de bac 1A :1,8V (Min) à 2,0V (Max).
• Code de bac 2A :2,0V (Min) à 2,2V (Max).
• Code de bac 3A :2,2V (Min) à 2,4V (Max).
• Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque limite de bac.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les relations typiques peuvent être décrites :

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :La tension directe (VF) présente une augmentation logarithmique avec le courant direct (IF). Fonctionner au courant recommandé de 20mA garantit une efficacité et une longévité optimales, évitant la chaleur excessive générée à des courants plus élevés proches de la valeur maximale.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La spécification de déclassement du courant direct (0,75 mA/°C au-dessus de 45°C) est une mesure directe pour gérer cet effet thermique et maintenir les performances.
• Distribution spectrale :Le spectre d'émission est centré autour de 630nm (crête) avec une demi-largeur relativement étroite de 15nm, caractéristique du matériau AllnGaP, résultant en une couleur rouge saturée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions de contour

La LED présente un boîtier à montage en surface avec une lentille ronde ou ovale. Les dimensions clés incluent :

• Taille du corps du boîtier : 4,2mm ±0,2mm en longueur et largeur.
• Hauteur totale : 6,9mm ±0,5mm.
• Espacement des broches : 3,65mm ±0,2mm (mesuré là où les broches sortent du boîtier).
• Une protubérance maximale de résine de 1,0mm sous la collerette est spécifiée.
• Toutes les dimensions incluent une tolérance par défaut de ±0,25mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

Le dispositif possède trois broches (P1, P2, P3). P1 et P3 sont désignées comme l'Anode (+), et P2 est désignée comme la Cathode (-). Une orientation correcte de la polarité lors de la conception du PCB et de l'assemblage est cruciale.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

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 composants doivent être stockés à <30°C et 60% HR et doivent subir le soudage 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 au sol dépasse 168 heures, ou en cas d'exposition à >30°C/60% HR. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.
• Utiliser des précautions ESD (Décharge Électrostatique) appropriées lors de la manipulation.

6.2 Procédé de soudage

La LED est compatible avec les profils de soudage par refusion sans plomb standard.

• Profil de refusion :La température de crête (Tp) ne doit pas dépasser 260°C. Le temps au-dessus de la température de liquéfaction (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.
• Soudage manuel :Si nécessaire, un fer à souder peut être utilisé à une température maximale de 315°C pendant pas plus de 3 secondes par broche, une seule fois.
• Nettoyage :L'alcool isopropylique ou des solvants alcooliques similaires sont recommandés pour le nettoyage après soudage si nécessaire.

7. Informations d'emballage et de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur bande porteuse emboutie pour placement automatique.

• Bande porteuse :La largeur est de 16,0mm ±0,3mm. Le pas des alvéoles est de 8,0mm ±0,1mm.
• Bobine :Chaque bobine contient 1 000 pièces de LED.
• Protection contre l'humidité :Chaque bobine est emballée avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité à l'intérieur d'un sachet barrière d'humidité.
• Emballage carton :3 bobines (3 000 pcs) sont emballées par carton intérieur. 10 cartons intérieurs (30 000 pcs au total) sont emballés par carton d'expédition extérieur.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Panneaux à messages vidéo :Idéal pour les affichages pixellisés grâce à la haute luminosité et à l'angle de faisceau étroit.
• Panneaux et signaux de signalisation routière :Adapté pour l'éclairage complémentaire ou les indicateurs d'état nécessitant une grande visibilité et fiabilité.
• Tableaux d'affichage d'informations :Utilisé dans les systèmes d'information des transports publics, les panneaux publicitaires de vente au détail et les tableaux d'état industriels.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant pour maintenir le courant direct à ou en dessous de la valeur recommandée de 20mA pour un fonctionnement continu.
• Assurer une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats pour dissiper la chaleur, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou près des valeurs maximales. Respecter la courbe de déclassement du courant au-dessus de 45°C.Conception optique :
• L'angle de vision de 25° fournit une lumière dirigée. Pour un éclairage plus large, plusieurs LED ou des panneaux diffuseurs peuvent être nécessaires.Vérification de la polarité :
• Vérifier que l'empreinte PCB correspond à la configuration anode/cathode (P1/P3 = Anode, P2 = Cathode) pour éviter une connexion inverse.9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED de boîtier SMD standard (par ex., 0603, 0805) ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), la LTLMR4EW2DA offre des avantages distincts pour les applications de signalisation :

Intensité lumineuse plus élevée :

• Délivre une sortie en mcd significativement plus élevée dans un boîtier compact, réduisant le nombre de LED nécessaires pour un niveau de luminosité donné.Contrôle de faisceau intégré :
• La lentille moulée fournit un angle de vision constant de 25° sans nécessiter d'optiques secondaires supplémentaires, simplifiant la conception mécanique et réduisant le coût d'assemblage.Robustesse environnementale améliorée :
• La formulation époxy avancée offre une meilleure résistance à l'humidité et aux UV par rapport aux boîtiers LED standard, améliorant la longévité en extérieur ou dans des environnements difficiles.10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R1 : La Longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde physique où la LED émet le plus de puissance optique. La Longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée basée sur la sensibilité de l'œil humain (courbe CIE) qui définit la couleur perçue. Pour cette LED rouge, elles sont très proches (630nm vs. 618-630nm).

Q2 : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

R2 : Non. La tension directe n'est que de 1,8-2,4V. La connecter directement à 3,3V provoquerait un courant excessif, dépassant la valeur maximale et détruisant la LED. Une résistance de limitation de courant ou un régulateur est obligatoire.

Q3 : Que signifie MSL 3 pour mon processus de production ?

R3 : MSL 3 signifie que les composants sont sensibles à l'absorption d'humidité. Après les avoir retirés du sachet scellé, vous disposez de 168 heures (1 semaine) dans les conditions d'atelier (<30°C/60% HR) pour terminer le processus de soudage par refusion. Si ce délai est dépassé, les composants doivent être séchés avant utilisation pour éviter les dommages de type "pop-corn" pendant le soudage.

Q4 : Comment l'angle de vision est-il mesuré et spécifié ?

R4 : L'angle de vision (2θ1/2) est la largeur angulaire totale où l'intensité lumineuse est au moins la moitié de l'intensité mesurée directement sur l'axe (0°). Un angle typique de 25° signifie que la lumière est concentrée dans un cône relativement étroit, ce qui est idéal pour les applications d'éclairage dirigé.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état compact

Un ingénieur conçoit un panneau de contrôle pour un équipement industriel nécessitant plusieurs indicateurs d'état rouges à haute visibilité. L'espace est limité et les indicateurs doivent être visibles sous une lumière ambiante vive. La LTLMR4EW2DA est sélectionnée car sa haute intensité lumineuse (jusqu'à 12000 mcd) assure la visibilité. L'angle de vision étroit de 25° signifie que la lumière n'est pas gaspillée à éclairer des zones en dehors de la ligne de vision directe de l'opérateur. Le boîtier à montage en surface permet un assemblage PCB automatisé, réduisant les coûts. Le concepteur met en œuvre un circuit simple avec une alimentation 5V, une résistance de limitation de courant calculée pour ~18mA (fournissant une marge de sécurité en dessous de 20mA), et suit les directives de manipulation MSL3 pour assurer le rendement d'assemblage. La résistance à l'humidité de l'époxy assure la fiabilité dans l'environnement industriel potentiellement humide.

12. Introduction au principe technique

La LTLMR4EW2DA est basée sur une puce semi-conductrice en Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AllnGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AllnGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde de la lumière émise — dans ce cas, dans le spectre rouge (~624-630nm). L'encapsulant de lentille diffusant est dopé avec des particules de diffusion pour élargir l'extraction de lumière de la puce et créer un aspect plus uniforme et moins éblouissant par rapport à une lentille claire, tandis que la forme du boîtier contrôle l'angle de faisceau final.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de signalisation continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens ou de candela par watt), une fiabilité améliorée et des facteurs de forme plus petits. L'accent est également mis de plus en plus sur le contrôle optique précis intégré directement dans le boîtier, comme on le voit avec l'angle de vision défini de ce dispositif, pour simplifier la conception du produit final. Les réglementations environnementales continuent de pousser à l'élimination des substances dangereuses, rendant la conformité RoHS, sans plomb et sans halogène standard. De plus, les progrès dans les matériaux d'encapsulation visent à améliorer la résistance aux cycles thermiques, à l'humidité et à l'exposition aux UV, prolongeant la durée de vie des produits, en particulier pour les applications extérieures ciblées par cette LED.

The trend in indicator and signage LEDs continues toward higher efficiency (more lumens or candela per watt), improved reliability, and smaller form factors. There is also a growing emphasis on precise optical control integrated directly into the package, as seen with this device's defined viewing angle, to simplify end-product design. Environmental regulations continue to drive the elimination of hazardous substances, making RoHS, lead-free, and halogen-free compliance standard. Furthermore, advancements in packaging materials aim to enhance resistance to thermal cycling, humidity, and UV exposure, extending product lifespans, especially for outdoor applications where this LED is targeted.