Fiche technique LTST-C230TBKT-5A - LED SMD à montage inversé - Bleue (InGaN) - 2,65-3,15V - 76mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C230TBKT-5A est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour les processus d'assemblage électronique modernes. Son composant principal est une puce semi-conductrice ultra-lumineuse en nitrure de gallium-indium (InGaN), qui émet une lumière bleue. Une caractéristique distinctive clé de ce composant est sa conception à montage inversé, ce qui signifie que l'émission lumineuse principale se fait par le côté substrat du boîtier. Ceci est indiqué par la description de la lentille "Water Clear" (transparente), qui permet généralement un angle de vision plus large ou plus spécifique par rapport aux lentilles diffusantes. Le composant est emballé sur une bande porteuse de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse utilisés dans la fabrication en série.

Le produit est classé comme produit vert, ce qui signifie qu'il est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS). Il est également conçu pour être compatible avec les circuits intégrés (CI) et peut résister aux processus standard de soudage par refusion infrarouge (IR), essentiels pour l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCB) sans plomb.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégrader ses performances ou sa durée de vie. Dépasser cette limite, surtout à des températures ambiantes plus élevées, peut entraîner une dépréciation accélérée du flux lumineux et une défaillance potentielle.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, mais uniquement dans des conditions pulsées avec un cycle de service strict de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il n'est pas destiné à un fonctionnement continu.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme. La plupart des caractéristiques électriques et optiques sont mesurées à un courant de test standard de 5 mA.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le composant peut fonctionner dans des environnements de -20°C à +80°C et peut être stocké de -30°C à +85°C.
• Condition de soudage infrarouge :Le boîtier peut supporter une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes lors du soudage par refusion, ce qui correspond aux exigences courantes des processus sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à Ta=25°C et I_F=5 mA, sauf indication contraire, et définissent les performances de la LED.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 11,2 millicandelas (mcd) à un maximum de 45,0 mcd. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que la performance est gérée par un classement en bacs (voir Section 3). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe (0 degré). Un angle de vision large comme celui-ci est caractéristique des LED à montage inversé ou latéral et convient aux applications de rétroéclairage et d'indicateur nécessitant un éclairage large.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :468 nanomètres (nm). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 465,0 nm à 476,5 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la lumière, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. C'est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur par rapport à la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) :25 nm. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise, mesurée comme la largeur à la moitié de l'intensité maximale.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,65V à 3,15V à 5 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 μA à une tension inverse (V_R) de 5V. Cette LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour les tests de courant de fuite. Appliquer une tension inverse en circuit peut endommager le composant.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance. Le LTST-C230TBKT-5A utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Les bacs sont étiquetés de 1 à 5, chacun couvrant une plage de 0,1V de 2,65V à 3,15V à 5 mA. La tolérance dans chaque bac est de ±0,1V. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des V_Fsimilaires pour le partage de courant dans des réseaux en parallèle.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les bacs sont étiquetés L1, L2, M1, M2, N1, N2, avec des intensités minimales allant de 11,2 mcd à 35,5 mcd. La tolérance sur chaque bac est de ±15%. Cela permet une sélection basée sur les exigences de luminosité de l'application.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Deux bacs sont définis : AC (465,0-470,0 nm) et AD (470,0-476,5 nm). La tolérance est de ±1 nm. Cela garantit la cohérence de couleur au sein d'un lot de LED, ce qui est crucial pour des applications comme les affichages à segments multiples ou le rétroéclairage à mélange de couleurs.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées mais non fournies dans l'extrait de texte, les courbes typiques pour de telles LED incluraient :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_Ven fonction de I_F) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité.
• Tension directe en fonction du courant direct (V_Fen fonction de I_F) :Démontre la caractéristique exponentielle I-V de la diode. La tension augmente avec le courant et diminue avec l'augmentation de la température de jonction.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Illustre l'effet d'extinction thermique, où la sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante (et donc de jonction) augmente. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir une luminosité stable.
• Distribution spectrale de puissance :Un graphique montrant l'intensité de la lumière émise sur le spectre des longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de 468 nm avec une demi-largeur caractéristique.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les tolérances dimensionnelles clés sont de ±0,10 mm sauf indication contraire. L'empreinte exacte et la hauteur du composant sont définies dans les dessins dimensionnels référencés dans la fiche technique.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Pour les LED à montage inversé, l'identification de la polarité (cathode/anode) est généralement marquée sur le dessus du boîtier ou indiquée par une forme ou une différence de taille spécifique des pastilles sur le dessin d'empreinte. La fiche technique inclut les dimensions suggérées des pastilles de soudage pour assurer une soudure fiable et un bon alignement pendant la refusion. Suivre ces recommandations est critique pour la stabilité mécanique et les performances thermiques.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les processus sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (150-200°C), une montée contrôlée jusqu'à une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) qui assure la formation correcte du joint de soudure sans exposer la LED à un stress thermique excessif. Le composant peut supporter cette température de crête pendant un maximum de 10 secondes. Le profil est basé sur les normes JEDEC pour assurer la fiabilité.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel avec un fer est nécessaire, la température de la pointe ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération uniquement.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

6.4 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit impliquer l'utilisation de bracelets antistatiques, de gants antistatiques et d'équipements correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :Le boîtier est sensible à l'humidité. Lorsqu'il est scellé avec un dessiccant, il doit être stocké à ≤30°C et ≤90% d'HR et utilisé dans un délai d'un an. Une fois ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% d'HR. Les composants exposés au-delà de 672 heures (niveau MSL 2a) doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Emballage et informations de commande

L'emballage standard est une bande porteuse en relief de 8 mm sur des bobines de diamètre 7 pouces (178 mm). Chaque bobine contient 3000 pièces. Les poches vides de la bande sont scellées avec une bande de couverture supérieure. L'emballage suit les spécifications ANSI/EIA-481. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

La conception à montage inversé et l'angle de vision large rendent cette LED adaptée à :

• Rétroéclairage par la tranche :Pour les affichages LCD dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les intérieurs automobiles, où la lumière est injectée latéralement dans une plaque guide de lumière.
• Indicateurs d'état :Sur les panneaux avant des équipements où un large angle de vision est bénéfique.
• Éclairage décoratif :Dans la signalétique ou l'éclairage d'accentuation où une émission latérale est requise.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED pour maintenir une luminosité stable et éviter l'emballement thermique. Le point de fonctionnement standard est de 5 à 20 mA en continu.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer un bon chemin thermique des pastilles de la LED vers le cuivre du PCB aide à maintenir les performances et la longévité, surtout à des températures ambiantes ou des courants de commande plus élevés.
• Conception optique :La lentille transparente produit un faisceau plus focalisé par rapport à une lentille diffusante. Prenez cela en compte dans la conception du guide de lumière ou du diffuseur pour les applications de rétroéclairage.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de cette LED réside dans sonarchitecture à montage inversé. Contrairement aux LED à émission par le dessus, la lumière est émise par le substrat, ce qui permet souvent une installation à profil bas et un angle de vision très large idéal pour l'injection latérale dans des guides de lumière. L'utilisation d'unepuce InGaNfournit une haute efficacité et luminosité dans le spectre bleu. La conformité aux normes deplacement automatiqueet derefusion IRen fait un composant prêt à l'emploi pour les lignes d'assemblage CMS modernes à grand volume, le distinguant des anciennes LED à trous traversants ou à assemblage manuel.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED à 20 mA en continu ?

R : Oui, 20 mA est le courant direct continu maximal recommandé. Pour une longévité optimale et pour tenir compte des effets thermiques, un fonctionnement à ou en dessous de cette valeur, comme le courant de test standard de 5 mA, est courant.

Q : Que signifie le code de bac dans la référence (par exemple, -5A) ?

R : Bien que non explicitement détaillé dans l'extrait, les suffixes comme "-5A" indiquent souvent des combinaisons spécifiques de bacs pour la tension directe, l'intensité et/ou la longueur d'onde selon les listes de codes de bac fournies. Cela permet une sélection précise selon les besoins de l'application.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire pour cette LED ?

R : Pour un fonctionnement à ou en dessous de 20 mA dans des conditions ambiantes typiques, le cuivre du PCB lui-même fournit généralement un dissipateur thermique suffisant. Pour des températures ambiantes élevées ou si elle est utilisée aux valeurs maximales absolues, il est conseillé d'améliorer la conception thermique de l'empreinte PCB.

Q : Puis-je l'utiliser pour l'éclairage extérieur automobile ?

R : La fiche technique indique que la LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires. Pour des applications avec des exigences de fiabilité exceptionnelles comme l'éclairage extérieur automobile, une consultation avec le fabricant est nécessaire pour vérifier la pertinence et obtenir des qualifications spécifiques de qualité automobile.

11. Exemple pratique d'utilisation

Cas de conception : Rétroéclairage pour un affichage de petit tableau de bord

Un concepteur doit rétroéclairer un LCD monochrome de 2 pouces avec un éclairage uniforme. Il choisit le LTST-C230TBKT-5A pour sa propriété d'émission latérale. Quatre LED sont placées le long d'un bord d'une plaque guide de lumière (LGP) en acrylique. Les LED sont alimentées en série par un pilote à courant constant réglé à 15 mA par LED, assurant un courant et une luminosité uniformes. Le large angle de vision de 130 degrés couple efficacement la lumière dans la LGP. Le concepteur sélectionne des LED du même bac d'intensité (par exemple, M1) et du même bac de longueur d'onde (par exemple, AC) pour garantir une luminosité et une couleur cohérentes sur l'affichage. Le placement des pistes PCB suit les dimensions suggérées des pastilles et inclut des connexions de décharge thermique vers un plan de masse pour la dissipation de chaleur.

12. Introduction au principe

L'émission de lumière dans cette LED est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice en matériaux InGaN. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans les semi-conducteurs InGaN, cette recombinaison libère de l'énergie principalement sous forme de photons bleus. La longueur d'onde spécifique (couleur bleue) est déterminée par l'énergie de la bande interdite de l'alliage InGaN. La conception "montage inversé" signifie que la puce est montée de manière à ce que la couche active génératrice de lumière émette vers le bas à travers le substrat transparent de la puce, qui est ensuite façonnée et dirigée par la lentille en époxy transparente du boîtier.

13. Tendances de développement

La tendance pour les LED CMS comme celle-ci continue vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement en bacs plus serré, et une fiabilité améliorée dans des conditions de température et d'humidité plus élevées. La technologie de boîtier évolue pour permettre des empreintes encore plus petites tout en maintenant ou en augmentant la sortie lumineuse. Il y a également une forte impulsion vers une adoption plus large de matériaux sans plomb et sans halogène pour répondre aux réglementations environnementales en évolution à l'échelle mondiale. L'intégration des LED dans les processus automatisés d'assemblage et d'inspection reste un axe clé, garantissant la compatibilité avec les lignes de fabrication intelligentes de l'Industrie 4.0.