Fiche technique LED SMD LTST-C230KGKT - AlInGaP Vert - 20mA - 2.4V - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Le produit est une LED à puce de type montage inversé utilisant la technologie semi-conductrice Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour produire une lumière verte. Elle est conçue pour les processus d'assemblage automatisés et est compatible avec le soudage par refusion infrarouge, ce qui la rend adaptée à la production en grande série. Le composant est conditionné sur bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre pour des opérations de pick-and-place efficaces.

1.1 Avantages principaux

• Haute luminosité :La puce AlInGaP offre une intensité lumineuse élevée.
• Compatibilité de conception :Présente un empreinte de boîtier standard EIA.
• Adapté à la fabrication :Compatible avec les équipements de placement automatique et les processus de soudage par refusion infrarouge.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW
• Courant direct de crête (IFP) :80 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (IF) :30 mA
• Tension inverse (VR) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-30°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +85°C
• Condition de soudage infrarouge :Température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement normales, généralement mesurées à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :18,0 mcd (Minimum), 35,0 mcd (Typique). Mesurée avec un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. Il s'agit de l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur mesurée sur l'axe central.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :574 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :571 nm. Il s'agit de la longueur d'onde unique dérivée du diagramme de chromaticité CIE qui représente le mieux la couleur perçue.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Cela indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :2,0 V (Minimum), 2,4 V (Typique) à IF=20mA.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Maximum) à VR=5V.

3. Explication du système de tri (Binning)

Les composants sont triés en catégories (bins) en fonction de paramètres clés pour garantir une cohérence dans l'application. Les codes de bin pour ce produit sont définis comme suit :

3.1 Tri par tension directe

Tri effectué à IF=20mA. La tolérance pour chaque bin est de ±0,1V.
Code Bin 4 : 1,90V - 2,00V
Code Bin 5 : 2,00V - 2,10V
Code Bin 6 : 2,10V - 2,20V
Code Bin 7 : 2,20V - 2,30V
Code Bin 8 : 2,30V - 2,40V

3.2 Tri par intensité lumineuse

Tri effectué à IF=20mA. La tolérance pour chaque bin est de ±15%.
Code Bin M : 18,0 mcd - 28,0 mcd
Code Bin N : 28,0 mcd - 45,0 mcd
Code Bin P : 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Tri par longueur d'onde dominante

Tri effectué à IF=20mA. La tolérance pour chaque bin est de ±1nm.
Code Bin C : 567,5 nm - 570,5 nm
Code Bin D : 570,5 nm - 573,5 nm
Code Bin E : 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour la conception. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, ils incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, important pour la conception du circuit d'alimentation.
• Tension directe en fonction du courant direct :La courbe caractéristique IV, cruciale pour calculer la dissipation de puissance et sélectionner les résistances de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre la dégradation thermique de la sortie lumineuse, ce qui est critique pour les applications dans des conditions environnementales variables.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à 574nm et la demi-largeur de 15nm.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,10mm sauf indication contraire. La fiche technique inclut un dessin dimensionnel détaillé montrant la longueur, la largeur, la hauteur et les positions des broches pour la configuration de montage inversé.

5.2 Identification de la polarité

En tant que composant à montage inversé, l'identification de la polarité sur le PCB est critique. La disposition suggérée des pastilles de soudure dans la fiche technique indique clairement les géométries des pastilles de cathode et d'anode pour garantir une orientation correcte lors de l'assemblage.

5.3 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse de 8 mm selon les normes EIA-481, enroulé sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les spécifications clés de la bande incluent les dimensions des alvéoles, la bande de couverture et les exigences pour les bandes de tête et de queue pour assurer la compatibilité avec les équipements automatisés.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge suggéré pour les processus sans plomb (Pb-free) est fourni. Les paramètres clés incluent :
- Préchauffage :150-200°C.
- Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
- Température de crête :Maximum 260°C.
- Temps au-dessus du liquidus :Conformément à la courbe de profil spécifique (référencée à la page 3 du document original).
- Limite critique :Le composant ne doit pas être exposé à 260°C pendant plus de 10 secondes. La refusion ne doit être effectuée que deux fois maximum.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :
- Température du fer :Maximum 300°C.
- Durée de soudage :Maximum 3 secondes par joint.
- Important :Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Conditions de stockage

• Emballage scellé (avec dessiccant) :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utilisation recommandée dans l'année suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.
• Emballage ouvert / Après exposition :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants doivent être refondus par IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition à l'air ambiant (MSL 2a). Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote. Les composants stockés au-delà de 672 heures nécessitent un séchage (baking) à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage.

6.4 Nettoyage

Ne pas utiliser de produits chimiques non spécifiés. Si un nettoyage est nécessaire après soudage, immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute.

7. Conditionnement et informations de commande

L'unité de commande standard est une bobine de 7 pouces contenant 3000 pièces. Une quantité minimale d'emballage de 500 pièces s'applique pour les quantités restantes. Le conditionnement en bande et bobine assure la compatibilité avec les lignes d'assemblage automatisées à haute vitesse. Le numéro de pièce LTST-C230KGKT encode les caractéristiques spécifiques de ce composant.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à un large éventail d'applications nécessitant un indicateur vert compact et lumineux, y compris, mais sans s'y limiter :
- Indicateurs d'état sur l'électronique grand public (ex. : routeurs, chargeurs, appareils électroménagers).
- Rétroéclairage pour claviers à membrane ou petits panneaux.
- Éclairage décoratif dans des espaces compacts.
- Indicateurs de panneaux de contrôle industriel.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à un maximum de 30mA continu. Le point de fonctionnement typique est de 20mA.
• Gestion thermique :Assurez-vous que la conception du PCB permet la dissipation de chaleur, surtout si le fonctionnement est proche du courant maximum ou à des températures ambiantes élevées, car l'intensité lumineuse diminue avec l'augmentation de la température.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Mettez en œuvre des contrôles ESD appropriés pendant la manipulation et l'assemblage, comme l'utilisation de bracelets et de postes de travail mis à la terre.
• Protection contre la tension inverse :La tension inverse maximale n'est que de 5V. Intégrez une protection (par exemple, une diode en parallèle) si le circuit expose la LED à une polarisation inverse potentielle.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de cette LED sont saconception à montage inverséet satechnologie AlInGaP. Le montage inversé permet un assemblage plus profilé car la LED est montée sur le côté opposé du PCB par rapport à la direction de vision. La technologie AlInGaP offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité des performances par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP standard pour les LED vertes, ce qui se traduit par une luminosité plus élevée et une couleur plus constante.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale (574nm). La longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée (571nm) à partir du diagramme de couleur CIE qui représente le mieux la couleur perçue par l'œil humain.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation de 3,3V ?
R : Oui, mais vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, avec une VF de 2,4V à 20mA, la valeur de la résistance serait R = (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohms. Utilisez la valeur standard la plus proche et vérifiez la puissance nominale.

Q : Que signifie "MSL 2a" pour le stockage ?
R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2a indique que le composant peut être exposé aux conditions d'atelier (≤60% HR, ≤30°C) pendant jusqu'à 4 semaines (672 heures) avant de nécessiter un séchage (baking) avant le soudage par refusion pour éviter les dommages de type "pop-corn".

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un appareil portable alimenté par une source USB 5V. L'indicateur doit être vert vif et monté sur la face inférieure du PCB, visible à travers une petite fenêtre.

Solution :Le LTST-C230KGKT est idéal en raison de sa capacité de montage inversé. Un simple circuit avec résistance en série est conçu : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance de 130Ω, 1/8W est sélectionnée. Le layout du PCB utilise les dimensions de pastilles suggérées dans la fiche technique. La LED est placée sur la couche inférieure, et la fenêtre de visualisation dans le boîtier est alignée avec sa position. L'angle de vision de 130 degrés assure une bonne visibilité.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le rapport spécifique d'aluminium, d'indium et de gallium dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le vert (~571nm). La lentille "water clear" est en époxy ou en silicone ne contenant pas de diffuseur, permettant de voir la couleur intrinsèque, vive et saturée de la puce.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED indicatrices SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par mA), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un tri plus serré (binning), et une fiabilité améliorée sous des processus de soudage à plus haute température comme la refusion sans plomb. Il y a également une poussée vers la miniaturisation tout en maintenant ou en augmentant les performances optiques. Les boîtiers à montage inversé et à vision latérale sont de plus en plus populaires pour réaliser des designs élégants et profilés dans l'électronique grand public moderne. De plus, l'intégration avec l'électronique de pilotage (ex. : circuits intégrés intégrés pour le courant constant ou le contrôle des couleurs) est un domaine en croissance, bien que ce composant particulier reste un composant discret et standard.