Fiche technique de la lampe LED jaune LTLMR4YVX3DA - Dimensions 4.2x4.2x6.9mm - Tension 1.8-2.4V - Puissance 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTLMR4YVX3DA est une lampe LED à montage en surface et haute luminosité, conçue pour des applications de signalisation exigeantes. Il utilise une puce AllnGaP jaune encapsulée dans un boîtier diffusant, délivrant un flux lumineux intense avec un angle de vision contrôlé. Sa philosophie de conception principale repose sur la fiabilité et la compatibilité avec les procédés d'assemblage standards de la technologie de montage en surface (SMT) industrielle, y compris la soudure par refusion sans plomb.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Ce composant offre plusieurs avantages clés qui le différencient des boîtiers SMD ou PLCC standards. Sa caractéristique principale est un diagramme de rayonnement homogène et un angle de vision étroit et bien défini, typiquement de 35 degrés. Cette caractéristique optique est obtenue grâce à sa conception de lentille spécifique, éliminant le besoin d'optiques externes supplémentaires dans de nombreuses applications, simplifiant ainsi la conception et réduisant le coût du système. Le boîtier utilise une technologie époxy avancée, offrant une résistance supérieure à l'humidité et aux UV, ce qui est crucial pour la fiabilité en extérieur et à long terme.

Les marchés cibles sont les applications nécessitant une grande visibilité et fiabilité, telles que les panneaux à messages vidéo, les panneaux de signalisation routière et divers affichages de messages intérieurs/extérieurs. Sa construction est sans plomb, sans halogène et entièrement conforme aux directives environnementales RoHS.

2. Analyse des paramètres techniques

Une analyse détaillée et objective des caractéristiques électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit et une prédiction de performance correctes.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. 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 dans des conditions spécifiques (rapport cyclique ≤1/10, largeur d'impulsion ≤10 µs). Un paramètre critique est le facteur de déclassement pour le courant direct : au-dessus de 45°C, le courant continu maximal autorisé diminue linéairement à un taux de 0,75 mA par degré Celsius. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, et le stockage peut se faire de -40°C à +100°C. Le composant peut supporter une température de pointe de soudure par refusion de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Mesurées à TA=25°C et un courant de test standard (IF) de 20 mA, les paramètres clés sont :

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 5500 mcd à un maximum de 12000 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage. Une tolérance de test de ±15 % est appliquée aux limites des classes.
• Angle de vision (2θ1/2) :Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur de crête. La valeur typique est de 35 degrés (minimum 30 degrés), avec une tolérance de mesure de ±2 degrés.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Typiquement 594 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 584,5 nm à 594,5 nm, définissant la couleur jaune perçue.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 15 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière jaune.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1,8 V à 2,4 V à 20 mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA à une tension inverse (VR) de 5 V. Il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce test est uniquement à des fins de caractérisation.

3. Spécification du système de classement

Pour garantir l'uniformité de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes. Le LTLMR4YVX3DA utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Classé à IF=20 mA. Le code de classe (W, X, Y) définit une plage min-max pour l'intensité lumineuse en millicandelas (mcd). Chaque limite de classe a une tolérance de ±15 %.
W : 5500 - 7200 mcd
X : 7200 - 9300 mcd
Y : 9300 - 12000 mcd

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Classé à IF=20 mA. Le code de classe (Y1, Y2, Y3, Y4) définit une plage min-max pour la longueur d'onde dominante en nanomètres (nm). Chaque limite de classe a une tolérance de ±1 nm.
Y1 : 584,5 - 587,0 nm
Y2 : 587,0 - 589,5 nm
Y3 : 589,5 - 592,0 nm
Y4 : 592,0 - 594,5 nm

3.3 Classement par tension directe

Classé à IF=20 mA. Le code de classe (1A, 2A, 3A) définit une plage min-max pour la tension directe en volts (V). Chaque limite de classe a une tolérance de ±0,1 V.
1A : 1,8 - 2,0 V
2A : 2,0 - 2,2 V
3A : 2,2 - 2,4 V

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. L'espacement des broches (où les broches sortent du boîtier) est de 2,0 mm ±0,5 mm. Toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Une petite protubérance de résine sous la collerette est autorisée, avec une hauteur maximale de 1,0 mm.

4.2 Identification de polarité et conception des pastilles

Le composant possède trois broches (P1, P2, P3). P1 et P3 sont les connexions anodes, tandis que P2 est la cathode. Cette configuration doit être soigneusement respectée lors de la conception du circuit imprimé. Un motif de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant la refusion. La conception des pastilles inclut des coins arrondis (R0,5) pour éviter les ponts de soudure et garantir des connexions fiables.

5. Guide de soudure et d'assemblage

Une manipulation correcte est cruciale pour la fiabilité. Ce composant est de Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3) selon JEDEC J-STD-020.

5.1 Stockage et manipulation

Les LED dans un sac barrière à l'humidité non ouvert (avec dessiccant) 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 la soudure doit être terminée 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, la durée de vie hors sac dépasse 168 heures, ou les composants sont exposés à >30°C et 60% HR. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

5.2 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion sans plomb est recommandé. Les paramètres clés incluent : une étape de préchauffage/stabilisation de 150°C à 200°C pendant un maximum de 120 secondes ; un temps au-dessus du liquidus (217°C) entre 60 et 150 secondes ; une température de pointe (Tp) maximale de 260°C ; et un temps à moins de 5°C de la température de classification spécifiée (255°C) pendant un maximum de 30 secondes. Le temps total de 25°C à la température de pointe ne doit pas dépasser 5 minutes.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés.

6. Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur bande porteuse emboutie pour placement automatique. Les dimensions de la bande sont spécifiées, avec des alvéoles conçues pour maintenir fermement le corps de 4,2 mm x 4,2 mm. L'emballage standard comprend 1 000 pièces par bobine. Pour l'expédition en vrac : une bobine est placée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité ; trois de ces sacs sont emballés dans un carton intérieur (3 000 pièces au total) ; et dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur (30 000 pièces au total). Le dernier lot d'un envoi peut ne pas être complet.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéalement adaptée aux applications nécessitant une haute luminosité et une bonne visibilité dans diverses conditions d'éclairage. Les utilisations principales incluent :
- Panneaux à messages vidéo :Pour les affichages à grande échelle où l'uniformité de couleur et de luminosité sur de nombreux pixels est cruciale.
- Panneaux de signalisation routière :Tirant parti de sa haute intensité et de sa fiabilité pour une signalisation critique pour la sécurité.
- Panneaux de messages généraux :À la fois intérieurs et extérieurs, bénéficiant de sa résistance à l'humidité et de son angle de vision contrôlé.

7.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Un pilote à courant constant est fortement recommandé par rapport à une source de tension constante pour garantir un flux lumineux stable et éviter l'emballement thermique. La conception doit fonctionner bien en dessous du courant continu maximal absolu de 50 mA, typiquement à ou près du courant de test de 20 mA pour les spécifications garanties.
Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (120 mW max), une conception de circuit imprimé appropriée avec un dégagement thermique adéquat et, si nécessaire, une petite pastille de cuivre pour l'évacuation de la chaleur améliorera la longévité et maintiendra les performances, en particulier dans des environnements à haute température ambiante ou lorsqu'il est piloté à des courants plus élevés.
Intégration optique :L'angle de vision intégré de 35 degrés peut être suffisant pour de nombreuses applications. Pour des diagrammes de faisceau différents, des optiques secondaires peuvent être utilisées, mais la conception initiale de la lentille fournit un diagramme de rayonnement homogène comme point de départ.
Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement mentionné dans la fiche technique, les précautions ESD standard doivent être observées lors de la manipulation et de l'assemblage de tous les composants LED.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED SMD standards 3528 ou 5050, le boîtier LTLMR4YVX3DA est conçu spécifiquement pour un éclairage directionnel à haute intensité dans la signalisation. Son principal différentiateur est la lentille intégrée qui fournit un angle de vision contrôlé et étroit sans optiques ajoutées, ce qui n'est pas une caractéristique standard des boîtiers SMD génériques. L'utilisation de la technologie AllnGaP pour la lumière jaune offre un rendement plus élevé et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme les LED blanches à conversion de phosphore utilisées avec des filtres jaunes. La robustesse du boîtier (résistance à l'humidité et aux UV) le place également au-dessus de nombreuses LED SMD basiques destinées principalement à un usage intérieur.

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

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
A : La longueur d'onde de crête (λP=594 nm) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale. La longueur d'onde dominante (λd=584,5-594,5 nm) est dérivée des coordonnées de couleur et représente la longueur d'onde unique de la couleur spectrale pure qui correspond à la couleur perçue de la LED. La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Comment interpréter les codes de classement lors de la commande ?
A : Vous devez spécifier les codes pour l'Intensité (ex. : Y), la Longueur d'onde (ex. : Y3) et la Tension (ex. : 2A) pour obtenir un lot homogène. Le numéro de pièce LTLMR4YVX3DA implique des sélections de classe spécifiques (Y pour l'intensité, VX pour les combinaisons longueur d'onde/tension). Consultez le fournisseur pour la correspondance exacte entre les classes et le suffixe du numéro de pièce.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3 V ?
A : Une connexion directe à une source 3,3 V n'est pas recommandée et détruirait probablement la LED en raison d'un courant excessif. Vous devez utiliser une résistance limitatrice de courant ou, de préférence, un circuit pilote à courant constant. La tension directe n'est que de 1,8-2,4 V, donc l'excès de tension doit être dissipé aux bornes de la résistance série ou du régulateur.

Q : Pourquoi le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL3) est-il important ?
A : Pendant la soudure par refusion, l'humidité piégée à l'intérieur du boîtier plastique peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", qui fissure le boîtier et détruit la LED. Respecter la durée de vie hors sac de 168 heures après ouverture et suivre les procédures de séchage lorsque nécessaire est essentiel pour un bon rendement d'assemblage.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau de signalisation routière d'avertissement compact.
Un concepteur a besoin d'une lumière jaune clignotante très visible. Il sélectionne le LTLMR4YVX3DA pour sa haute intensité (en choisissant la classe Y pour une luminosité maximale) et son angle de vision étroit pour s'assurer que la lumière est dirigée vers les conducteurs arrivant en face. Il conçoit un circuit imprimé avec le motif de pastilles recommandé. Un circuit simple utilisant une sortie PWM d'un microcontrôleur pilote un puits de courant constant à MOSFET réglé sur 20 mA. Les exigences MSL3 sont communiquées à l'atelier d'assemblage, qui planifie la ligne SMT pour traiter ces composants dans les 48 heures suivant l'ouverture des sacs barrières à l'humidité. Le panneau final est testé pour l'intensité lumineuse et l'uniformité de couleur sur toutes les unités, répondant aux normes réglementaires pour les équipements de signalisation routière.

11. Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur la technologie des semi-conducteurs au Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AllnGaP). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les matériaux de type n et p, respectivement. Ils se recombinent de manière radiative, 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 la région jaune (~590 nm). L'encapsulant époxy diffusant protège à la fois la puce semi-conductrice et agit comme une lentille primaire, façonnant la sortie lumineuse selon le diagramme de rayonnement spécifié.

12. Tendances technologiques et contexte

Le développement des LED AllnGaP haute luminosité a révolutionné l'éclairage des indicateurs colorés et de la signalisation, offrant un rendement, une longévité et une fiabilité supérieurs aux sources lumineuses à incandescence et filtrées. Les tendances actuelles dans ce domaine d'application incluent la recherche d'une efficacité lumineuse encore plus élevée (plus de lumière par watt électrique) pour réduire la consommation d'énergie dans les grandes installations. Il y a également un accent sur l'amélioration de l'uniformité et de la stabilité de la couleur en fonction de la température et de la durée de vie. De plus, la technologie des boîtiers continue d'évoluer pour offrir une meilleure gestion thermique, permettant des courants de pilotage plus élevés et donc une luminosité accrue pour une même taille de puce, ou une durée de vie plus longue aux courants standards. L'intégration de l'électronique de pilotage et des interfaces de contrôle (par exemple, pour les panneaux RVB adressables) est une autre tendance significative, bien que ce composant particulier reste une source lumineuse discrète et haute performance conçue pour être intégrée dans des systèmes plus grands.