Fiche technique de la lampe LED LTLMR4YW2DA - 4.2x4.2x6.9mm - 2.4V Max - 120mW - Jaune 590nm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTLMR4YW2DA est une lampe LED à montage en surface haute luminosité conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Elle utilise un matériau semi-conducteur AllnGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) jaune pour produire une lumière avec une longueur d'onde pic de 594 nm. Le composant est conditionné dans un boîtier à lentille en époxy diffusant de couleur jaune, conçu pour fournir un diagramme de rayonnement contrôlé et étroit sans nécessiter d'optiques secondaires supplémentaires. Cela le rend particulièrement adapté aux applications nécessitant une direction de lumière précise et une intensité axiale élevée.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse, atteignant jusqu'à 16 000 mcd sous un courant de commande standard de 20 mA, et sa faible consommation d'énergie conduisant à une efficacité élevée. Le boîtier est fabriqué en utilisant une technologie avancée de moulage par composé époxy, offrant une résistance supérieure à l'humidité et une protection aux UV, améliorant ainsi la fiabilité à long terme dans divers environnements. Le produit est entièrement conforme aux directives RoHS, étant à la fois sans plomb et sans halogène.

Le marché cible de ce composant inclut les fabricants de systèmes professionnels de signalisation et d'affichage. Ses applications principales sont les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation routière et autres formes de signalisation où une visibilité élevée, une constance des couleurs et une fiabilité sont critiques. L'angle de vision typique étroit de 25° garantit que la lumière est concentrée vers l'avant, maximisant la luminosité perçue pour les observateurs directement face au panneau.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant est spécifié pour fonctionner dans des limites strictes afin d'assurer sa fiabilité. La dissipation de puissance maximale est de 120 mW à une température ambiante (TA) de 25°C. Le courant continu direct ne doit pas dépasser 50 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 120 mA est autorisé sous conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 ou moins et une largeur d'impulsion ne dépassant pas 10 ms. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, et la plage de température de stockage s'étend de -40°C à +100°C. Une spécification critique pour l'assemblage est la condition de brasage par refusion, qui autorise une température de pic maximale de 260°C pendant 10 secondes, compatible avec les profils de refusion sans plomb standard.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à TA=25°C et IF=20mA. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique de 7 200 à 16 000 millicandelas (mcd), avec des valeurs spécifiques déterminées par le processus de tri. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est typiquement de 25° avec une tolérance de ±2°. La longueur d'onde dominante (λd) pour la couleur jaune est spécifiée entre 583,5 nm et 593,5 nm, avec une longueur d'onde d'émission pic typique (λP) de 594 nm et une demi-largeur spectrale (Δλ) de 15 nm. La tension directe (VF) varie d'un minimum de 1,8V à un maximum de 2,4V au courant de test. Le courant inverse (IR) est limité à un maximum de 10 μA sous une tension inverse (VR) de 5V, notant que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Spécification du système de tri

Les LED sont classées en catégories (bins) pour assurer la constance de la couleur et de la luminosité au sein d'un lot de production. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant aux exigences spécifiques d'uniformité de leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse (Iv)

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA. Les codes de catégorie sont : Code X (7 200 - 9 300 mcd), Code Y (9 300 - 12 000 mcd) et Code Z (12 000 - 16 000 mcd). Une tolérance de ±15% s'applique à chaque limite de catégorie.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante (Wd)

Pour contrôler la constance des couleurs, les LED sont triées par longueur d'onde dominante. Les catégories sont : Y1 (583,5 - 586,0 nm), Y2 (586,0 - 588,5 nm), Y3 (588,5 - 591,0 nm) et Y4 (591,0 - 593,5 nm). Une tolérance de ±1 nm est appliquée à chaque limite de catégorie.

3.3 Tri par tension directe (Vf)

La tension directe est également triée pour faciliter la conception de circuits de régulation de courant. Les catégories sont : 1A (1,8 - 2,0V), 2A (2,0 - 2,2V) et 3A (2,2 - 2,4V). Une tolérance de ±0,1V s'applique à chaque limite.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions de contour

Le boîtier a une empreinte carrée de 4,2mm ±0,2mm de côté. La hauteur totale, lentille incluse, est de 6,9mm ±0,5mm. Les broches dépassent du bas du boîtier, avec un espacement des broches (là où elles émergent) de 3,65mm ±0,2mm. Une saillie maximale de résine de 1,0mm sous la collerette est autorisée. Toutes les dimensions incluent une tolérance générale de ±0,25mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de la polarité

Le composant possède trois broches (P1, P2, P3). P1 et P3 sont désignées comme l'Anode (+), et P2 est désignée comme la Cathode (-). La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du circuit imprimé et de l'assemblage.

5. Recommandations de brasage et d'assemblage

5.1 Profil de brasage par refusion

La LED est conçue pour les procédés de brasage sans plomb par refusion. Les paramètres de profil recommandés sont : Température de préchauffage/stabilisation de 150°C à 200°C pendant un maximum de 120 secondes. Le temps au-dessus de la température de liquidus (T_L= 217°C) doit être compris entre 60 et 150 secondes. La température de pic du corps du boîtier (T_P) ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à moins de 5°C de la température de classification spécifiée (T_C= 255°C) doit être d'un maximum de 30 secondes. Le temps total de 25°C à la température de pic ne doit pas dépasser 5 minutes.

5.2 Brasage manuel

Si un brasage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder dont la température de la pointe ne dépasse pas 315°C. Le temps de brasage par broche doit être limité à un maximum de 3 secondes, et cette opération ne doit être effectuée qu'une seule fois par connexion pour éviter les dommages thermiques à la LED.

5.3 Nettoyage

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

6. Stockage et manipulation

6.1 Sensibilité à l'humidité

Ce composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3) selon la norme JEDEC J-STD-020. Les LED sont livrées dans un sac barrière à l'humidité (MBB) scellé avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité. Lorsqu'il est stocké dans le MBB non ouvert dans des conditions de <30°C et <90% d'Humidité Relative (HR), la durée de conservation est de 12 mois.

6.2 Durée de vie hors sac et séchage

Après ouverture du sac barrière à l'humidité, la \"durée de vie hors sac\" commence. Les LED doivent être stockées à <30°C et <60% HR, et tous les processus de brasage ou à haute température doivent être terminés dans les 168 heures (7 jours). Un séchage est requis si : la carte indicateur d'humidité montre >10% HR, la durée de vie hors sac dépasse 168 heures, ou les composants ont été exposés à >30°C et >60% HR. La condition de séchage recommandée est de 60°C ±5°C pendant 20 heures, et le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois. Une exposition prolongée à l'air ambiant peut oxyder le placage d'argent des broches, affectant la soudabilité. Les LED non utilisées doivent être rescellées avec un dessiccant dans un sac barrière à l'humidité.

7. Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Les dimensions de la bande sont standardisées : pas des alvéoles de 8,0mm ±0,1mm, largeur de bande de 16,0mm ±0,3mm. Chaque bobine contient 1 000 pièces de LED. Les bobines sont ensuite emballées avec des matériaux de protection : une bobine est placée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité. Trois de ces sacs barrières sont emballés dans un carton intérieur, totalisant 3 000 pièces. Enfin, dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur, résultant en un total de 30 000 pièces par carton extérieur. L'emballage est clairement marqué d'avertissements de décharge électrostatique (ESD), indiquant que les composants sont sensibles et nécessitent des procédures de manipulation sûres.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Pour assurer un fonctionnement stable et une longue durée de vie, la LED doit être pilotée par une source de courant constant, et non par une tension constante. Une simple résistance en série peut être utilisée pour une limitation de courant basique, calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Cependant, pour les applications nécessitant une luminosité stable malgré les variations de température ou de tension d'alimentation, un circuit à courant constant dédié (circuit intégré pilote LED ou à base de transistor) est recommandé. Le courant continu maximal ne doit pas dépasser 50 mA. Pour les conceptions poussant les limites de dissipation de puissance, une attention particulière doit être portée à la courbe de déclassement, qui spécifie un déclassement linéaire de 0,75 mA par degré Celsius au-dessus de 45°C de température ambiante.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier ne soit pas principalement conçu comme une LED de puissance, une gestion thermique efficace sur le circuit imprimé reste importante pour maintenir les performances et la durée de vie. La conception des pastilles sur le circuit imprimé doit suivre l'empreinte recommandée pour assurer une bonne formation des soudures et une conduction thermique éloignée de la LED. Utiliser un circuit imprimé avec des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (si applicable) ou s'assurer d'une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles de cathode/anode peut aider à dissiper la chaleur. Faire fonctionner la LED à ou près de ses valeurs maximales dans des températures ambiantes élevées réduira sa durée de vie effective et peut provoquer un décalage de couleur ou une baisse d'intensité.

8.3 Considérations de conception optique

La lentille diffusante intégrée et l'angle de vision étroit éliminent le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications de signalisation, simplifiant l'assemblage et réduisant les coûts. Le diagramme de rayonnement est relativement lisse. Les concepteurs doivent tenir compte de la distribution angulaire de l'intensité lors de la planification de l'espacement entre les LED dans un réseau pour obtenir un éclairage uniforme sans points sombres. La nature diffusante de la lentille aide à minimiser la pixellisation ou les points chauds individuels des LED, créant une apparence visuelle plus homogène sur les panneaux à messages.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED standard en boîtier SMD (Dispositif à Montage en Surface) ou PLCC (Porte-puce à Broches en Plastique), cette lampe en boîtier de type "lamp" offre des avantages distincts pour l'éclairage directionnel. Les LED SMD standard ont souvent un angle de vision plus large (par ex. 120°), répartissant la lumière sur une plus grande surface, ce qui est inefficace pour les applications nécessitant que la lumière soit vue depuis une direction spécifique. L'angle de vision de 25° de la LTLMR4YW2DA concentre le flux lumineux, résultant en une intensité lumineuse axiale (candelas) significativement plus élevée pour la même quantité de lumière totale (lumens). Cela la rend plus efficace pour des applications comme la signalisation routière, où l'observateur se trouve typiquement dans un cône étroit devant le panneau. La lentille intégrée et les broches robustes de style traversant dans un corps SMD offrent un bon équilibre entre contrôle optique, résistance mécanique et compatibilité avec l'assemblage automatisé.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

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

R : La longueur d'onde pic (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la LED pour un observateur humain. Pour une LED à spectre étroit comme ce type jaune AllnGaP, elles sont typiquement très proches, mais λd est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.

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

R : C'est fortement déconseillé. Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Leur tension directe a une tolérance et varie avec la température. Une connexion directe à une source de tension, même avec une résistance en série calculée pour une V_Ftypique, peut entraîner un courant excessif si la V_Fréelle est à l'extrémité basse de sa plage, risquant d'endommager la LED. Utilisez toujours un mécanisme de limitation de courant.

Q : Pourquoi l'indice MSL3 et le processus de séchage sont-ils importants ?

R : L'humidité absorbée dans le boîtier plastique peut se vaporiser rapidement pendant le processus de brasage par refusion à haute température, provoquant un délaminage interne, des fissures ou un effet \"popcorn\", conduisant à une défaillance immédiate ou latente. Le respect des procédures de manipulation MSL3 (durée de vie hors sac de 168 heures, stockage approprié et séchage si nécessaire) est critique pour assurer le rendement d'assemblage et la fiabilité à long terme sur le terrain.

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

R : Les codes de tri (par ex., Iv=Z, Wd=Y3, Vf=2A) vous permettent de spécifier la plage de performance requise pour votre application. Pour un panneau nécessitant une luminosité très élevée et uniforme, vous pourriez spécifier Iv=Z. Pour un appariement de couleurs critique entre plusieurs panneaux ou au sein d'un grand réseau, vous spécifieriez une catégorie Wd serrée comme Y2 ou Y3. Consultez le fournisseur pour les combinaisons de catégories disponibles.

11. Principe de fonctionnement

La LTLMR4YW2DA est basée sur la technologie semi-conductrice AllnGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de conduction de la diode est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Là, ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite spécifique de l'alliage AllnGaP dans la région active détermine la longueur d'onde de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans la région jaune du spectre visible (~590nm). La lentille en époxy diffusant entourant la puce semi-conductrice sert à extraire la lumière du matériau à indice élevé, à façonner le diagramme de rayonnement en un faisceau étroit et à protéger la structure semi-conductrice délicate des dommages mécaniques et environnementaux.

12. Contexte et tendances de l'industrie

Les lampes LED à montage en surface comme la LTLMR4YW2DA représentent un segment mature et optimisé du marché des LED, comblant l'écart entre les LED d'indication basse puissance et les LED d'éclairage haute puissance. La tendance dans ce segment continue d'aller vers une efficacité plus élevée (plus de lumens ou de candelas par watt), une amélioration de la constance des couleurs grâce à un tri plus serré, et des métriques de fiabilité améliorées comme une durée de vie plus longue (L70, L90) sous diverses conditions de fonctionnement. Il y a également une poussée soutenue vers la miniaturisation tout en maintenant ou en augmentant la sortie optique, permettant des pas de pixels plus fins dans les affichages et panneaux haute résolution. De plus, la compatibilité avec des réglementations environnementales de plus en plus strictes (au-delà de RoHS, considérant des substances comme REACH) et la capacité à résister à des profils de refusion à plus haute température pour les assemblages de circuits imprimés avancés restent des moteurs de développement clés.