Fiche technique de la LED LTWMH4DSAKR - Dimensions 4.2x4.2x6.2mm - Tension 3.2V - Puissance 85mW - Boîtier blanc transparent - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTWMH4DSAKR est une LED à montage en surface haute luminosité conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Il s'agit d'une LED blanche utilisant la technologie InGaN, conditionnée dans une résine époxy transparente. L'objectif principal de sa conception est de fournir un diagramme de rayonnement uniforme et des angles de vision contrôlés, adaptés aux applications de panneaux signalétiques sans nécessiter d'optiques secondaires supplémentaires, offrant ainsi une solution économique et compacte par rapport aux boîtiers SMD ou PLCC standard.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Ce composant offre plusieurs avantages clés qui le rendent adapté aux conceptions d'éclairage professionnelles. Il présente une intensité lumineuse élevée combinée à une faible consommation d'énergie, ce qui se traduit par une efficacité élevée. Le boîtier est fabriqué à l'aide d'une technologie époxy avancée, offrant une résistance supérieure à l'humidité et une protection UV, améliorant ainsi la fiabilité à long terme dans divers environnements. Le composant est entièrement conforme aux directives RoHS, sans plomb et sans halogène. Ses marchés cibles principaux incluent les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation routière et la signalétique générale où une illumination brillante et fiable est critique.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une analyse détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED LTWMH4DSAKR.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C. La dissipation de puissance maximale est de 85 mW. Le courant direct continu ne doit pas dépasser 25 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête de 60 mA est autorisé sous conditions spécifiques : rapport cyclique ≤ 1/10 et largeur d'impulsion ≤ 10 ms. Le composant peut fonctionner dans une plage de température de -40°C à +85°C et peut être stocké entre -40°C et +100°C. Pour l'assemblage, il peut supporter un soudage par refusion avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le courant direct continu est déclassé linéairement à un taux de 0,55 mA par degré Celsius au-dessus de 55°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Voici les paramètres de fonctionnement typiques mesurés à TA=25°C. L'intensité lumineuse (Iv) varie d'un minimum de 3000 mcd à un maximum de 6000 mcd pour un courant direct (IF) de 20 mA. Il est important de noter que la garantie Iv inclut une tolérance de test de ±15%. L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 110°/50°, défini comme l'angle hors axe où l'intensité est la moitié de la valeur axiale. La tension directe (VF) est typiquement de 3,2V, avec une plage de 2,8V à 3,4V à IF=20mA. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Les coordonnées chromatiques sont typiquement x=0,32, y=0,33 sur le diagramme CIE 1931. Le composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3).

3. Explication 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 catégorisé en deux classes : Code de classe 'U' pour les intensités entre 3000 mcd et 4200 mcd, et Code de classe 'V' pour les intensités entre 4200 mcd et 6000 mcd. La tolérance pour chaque limite de classe est de ±15%.

3.2 Classement par tension directe

La tension directe est classée en trois catégories : Code de classe '2E' (2,8V à 3,0V), '3E' (3,0V à 3,2V) et '4E' (3,2V à 3,4V). Une marge de mesure de ±0,1V est appliquée.

3.3 Classement par chromaticité (teinte)

Les coordonnées de couleur sont définies dans des régions spécifiques du diagramme de chromaticité CIE. Deux rangs de teinte sont spécifiés : BB3 et BB4, chacun définissant une zone quadrilatère de coordonnées x, y acceptables. Une marge de mesure de ±0,01 est appliquée aux coordonnées de couleur.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions de contour

Le boîtier a une taille de corps de 4,2mm ±0,2mm en longueur et largeur. La hauteur totale est de 6,2mm ±0,5mm. Les caractéristiques principales incluent une résine en saillie sous la collerette avec une hauteur maximale de 1,0mm. L'espacement des broches est mesuré là où elles émergent du corps du boîtier. Toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,25mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de la polarité

Le composant possède trois broches : P1 est désignée comme l'Anode (+), P2 est la Cathode (-), et P3 n'a pas de polarité électrique. Une identification correcte est cruciale pour le bon fonctionnement du circuit.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Stockage et manipulation

En tant que composant MSL3, des procédures de manipulation spécifiques sont requises. Les LED dans un sac barrière à l'humidité scellé peuvent être stockées à <30°C et 90% HR jusqu'à 12 mois. Après ouverture du sac, 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 d'exposition en atelier dépasse 168 heures, ou si l'exposition est à >30°C et 60% HR. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois. Les LED non utilisées doivent être rescellées avec un dessiccant.

5.2 Paramètres de soudage

Pour le soudage par refusion, une température de crête maximale de 260°C pendant 10 secondes maximum est autorisée (maximum deux cycles de refusion). Une étape de préchauffage à 150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes est recommandée. Pour le soudage manuel à l'étain, la température ne doit pas dépasser 315°C, avec un temps de soudage de 3 secondes maximum (une seule fois).

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, des solvants à base d'alcool tels que l'alcool isopropylique doivent être utilisés.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée. Les dimensions de la bande sont spécifiées, avec des alvéoles conçues pour maintenir le composant en sécurité. Une bobine contient 1 000 pièces. La bobine est ensuite placée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité.

6.2 Emballage carton

Trois sacs barrière à l'humidité (3 000 pièces au total) sont emballés par carton intérieur. Dix cartons intérieurs (30 000 pièces au total) sont emballés par carton extérieur. L'étiquette "ATTENTION : Composants sensibles à l'électricité statique - Manipulation sécurisée requise" est présente sur l'emballage.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications de signalisation intérieure et extérieure, y compris les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation routière et les affichages d'information généraux. Son angle de vision contrôlé et sa haute luminosité la rendent idéale pour les applications nécessitant une bonne visibilité sans éclairage excessif parasite.

7.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent tenir compte des exigences en tension et courant direct pour sélectionner des résistances de limitation de courant ou des pilotes appropriés. La gestion thermique est importante ; bien que le composant ait une courbe de déclassement, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate pour le dissipateur thermique maximisera la durée de vie et maintiendra le flux lumineux. La classification MSL3 impose le strict respect des directives de stockage et de séchage avant l'assemblage pour éviter les fissures "popcorn" ou autres dommages liés à l'humidité pendant la refusion.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED SMD standard (comme les boîtiers 3528 ou 5050) ou aux boîtiers PLCC, ce composant offre un avantage clé : sa conception de lentille intégrée fournit un angle de vision spécifique et étroit (110°/50°) sans nécessiter d'optique secondaire externe. Cela simplifie la conception mécanique du produit final, réduit le nombre de pièces et peut réduire le coût global du système. Le boîtier transparent maximise l'efficacité d'extraction de la lumière pour la LED blanche à conversion de phosphore.

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

Q : Quel est le courant de fonctionnement typique de cette LED ?

R : Les caractéristiques électriques/optiques sont spécifiées à IF=20mA, qui est la condition de test standard et un point de fonctionnement courant.

Q : Comment interpréter le code de classe d'intensité lumineuse ?

R : Le code de classe (U ou V) est marqué sur le sac d'emballage et indique la plage d'intensité minimale et maximale garantie pour ce lot de LED, incluant une tolérance de test de ±15%.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

R : Non. Les LED sont des dispositifs à commande en courant. La tension directe a une plage (2,8V-3,4V). L'alimentation par une tension constante peut entraîner un courant excessif et la défaillance du composant. Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec une source de tension.

Q : Que signifie MSL3 pour mon processus de production ?

R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 signifie que les composants peuvent être exposés aux conditions d'atelier (≤30°C/60% HR) jusqu'à 168 heures (7 jours) après l'ouverture du sac avant de nécessiter un séchage. Vous devez planifier votre calendrier d'assemblage en conséquence.

10. Étude de cas de conception et d'utilisation

Prenons l'exemple de la conception d'un panneau d'information routière extérieur. Le panneau nécessite des pixels blancs brillants clairement visibles en plein jour. La haute intensité lumineuse de la LTWMH4DSAKR (jusqu'à 6000 mcd) répond à l'exigence de luminosité. Son angle de vision de 110°/50° assure que la lumière est dirigée vers l'observateur sur la route sans gaspiller d'énergie à éclairer les zones au-dessus ou en dessous du panneau. La résistance supérieure à l'humidité du boîtier est cruciale pour la fiabilité à long terme dans un environnement extérieur exposé aux intempéries. Le concepteur créerait un layout de PCB adapté à l'empreinte de 4,2x4,2mm, implémenterait un circuit pilote à courant constant réglé à 20mA par LED, et s'assurerait que la ligne de production suive les procédures de manipulation MSL3 pour éviter les pertes de rendement pendant le soudage par refusion.

11. Introduction au principe de fonctionnement

La LTWMH4DSAKR est une LED blanche basée sur la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium). Le cœur du dispositif est une puce semi-conductrice qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse dans le sens direct (électroluminescence). Cette lumière bleue frappe ensuite un revêtement de phosphore à l'intérieur du boîtier. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière de longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie par le phosphore se mélange pour produire une lumière blanche pour l'œil humain. La lentille époxy transparente entourant la puce et le phosphore est conçue pour extraire efficacement cette lumière tout en fournissant l'angle de faisceau souhaité.

12. Tendances technologiques et contexte

Le développement de LED blanches haute luminosité comme la LTWMH4DSAKR fait partie de la révolution plus large de l'éclairage à semi-conducteurs. Les tendances clés dans ce domaine incluent des améliorations continues de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), conduisant à une consommation d'énergie plus faible pour le même flux lumineux. Il y a également un accent sur l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) et de l'uniformité des couleurs (classement plus serré). Les avancées en technologie de conditionnement, comme on le voit dans la résine époxy résistante à l'humidité et la géométrie de lentille contrôlée de ce dispositif, visent à améliorer la fiabilité et les performances optiques tout en permettant la miniaturisation. La tendance vers une fabrication sans plomb, sans halogène et conforme RoHS reflète les réglementations environnementales mondiales et les objectifs de durabilité. La technologie de montage en surface elle-même permet un assemblage automatisé à grand volume, réduisant les coûts de fabrication des produits finaux.