Fiche technique LED SMD à montage inversé LTST-C230TGKT - Vert 530nm - 3,2V - 76mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) haute luminosité et à montage inversé. Le composant utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière verte. Il est conçu pour les processus d'assemblage automatisés et est compatible avec la soudure par refusion infrarouge (IR), ce qui le rend adapté à la fabrication électronique en grande série. La LED est conditionnée sur une bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces, conformément au conditionnement standard EIA (Electronic Industries Alliance) pour une manipulation et un placement cohérents.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Conforme RoHS & Produit écologique :Fabriqué sans l'utilisation de substances dangereuses comme le plomb, le mercure et le cadmium, répondant aux réglementations environnementales.
• Conception à montage inversé :Le boîtier est conçu pour un montage où la surface émissive fait face au circuit imprimé (PCB), permettant des conceptions optiques spécifiques ou des agencements économisant de l'espace.
• Puce InGaN ultra-lumineuse :Le système de matériau InGaN permet une efficacité lumineuse élevée et une couleur verte bien définie.
• Compatibilité avec l'automatisation :Le conditionnement en bande et bobine et l'empreinte standardisée assurent la compatibilité avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse.
• Soudable par refusion :Résiste aux profils de soudure par refusion infrarouge standard utilisés sur les lignes d'assemblage de technologie de montage en surface (SMT).

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW
• Courant direct de crête (I_F(peak)) :100 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :20 mA
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-20°C à +80°C
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +100°C
• Condition de soudure infrarouge :Température de crête de 260°C maximum pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 71,0 mcd à un maximum de 450,0 mcd pour un courant direct (I_F) de 20 mA. 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 de crête (sur l'axe).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :530 nm. La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :525 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :35 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 3,20 V, avec une plage de 2,80 V à 3,60 V à I_F= 20 mA.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5 V est appliquée.Important :Cette LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre de test est uniquement pour la caractérisation des fuites.

2.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Des mesures de contrôle ESD appropriées sont obligatoires lors de la manipulation, y compris l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques et en veillant à ce que tout l'équipement soit correctement mis à la terre pour éviter des défaillances latentes ou catastrophiques.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en catégories de performance (bins). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Binning de tension directe (Unité : V @ 20mA)

La tolérance sur chaque bin est de ±0,1 V.

• D7 :2,80 – 3,00 V
• D8 :3,00 – 3,20 V
• D9 :3,20 – 3,40 V
• D10 :3,40 – 3,60 V

3.2 Binning d'intensité lumineuse (Unité : mcd @ 20mA)

La tolérance sur chaque bin est de ±15 %.

• Q :71,0 – 112,0 mcd
• R :112,0 – 180,0 mcd
• S :180,0 – 280,0 mcd
• T :280,0 – 450,0 mcd

3.3 Binning de longueur d'onde dominante (Unité : nm @ 20mA)

La tolérance pour chaque bin est de ±1 nm.

• AP :520,0 – 525,0 nm
• AQ :525,0 – 530,0 nm
• AR :530,0 – 535,0 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques (par exemple, intensité lumineuse relative en fonction du courant direct, tension directe en fonction de la température, distribution spectrale). Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du composant dans des conditions non standard.

• Courbes I-V/L-I :Montrent la relation entre le courant direct (I_F), la tension directe (V_F) et la sortie lumineuse (Intensité lumineuse). La sortie lumineuse est généralement proportionnelle au courant, mais l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'échauffement.
• Dépendance à la température :La tension directe diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction, tandis que l'intensité lumineuse diminue également. Les concepteurs doivent tenir compte de la gestion thermique pour maintenir une luminosité constante.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant la puissance lumineuse de sortie en fonction des longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de 530 nm avec une demi-largeur typique de 35 nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,10 mm sauf indication contraire. Le dessin comprend les mesures clés telles que la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que la taille/position des pastilles de cathode/anode.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure pendant la refusion. Respecter ce motif aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur la tranche) et assure un alignement correct.

5.3 Identification de la polarité

Le composant comporte un marquage ou une caractéristique physique (par exemple, une encoche, un coin biseauté ou un point) pour identifier la cathode. La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du PCB et de l'assemblage.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion infrarouge suggéré pour les processus de soudure sans plomb (Pb-free) est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150–200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être exposé à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

Le profil est basé sur les normes JEDEC pour assurer un montage fiable sans endommager le boîtier de la LED.

6.2 Soudure manuelle (si nécessaire)

Si une soudure manuelle est requise, utilisez un fer à souder à température contrôlée :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudure :Maximum 3 secondes par pastille. Limitez-vous à un seul cycle de soudure.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, utilisez uniquement les solvants spécifiés pour éviter d'endommager la lentille en plastique et le boîtier. Les agents recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante normale. Le temps d'immersion doit être inférieur à une minute. N'utilisez pas le nettoyage par ultrasons à moins qu'il n'ait été explicitement vérifié comme sûr pour ce composant.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

• Largeur de la bande porteuse :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Scellement des alvéoles :Les alvéoles vides sont scellées avec une bande de couverture.
• Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives est autorisé selon la spécification (ANSI/EIA 481).

8. Stockage et manipulation

• Emballage scellé :Stockez à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'il est stocké dans le sachet barrière à l'humidité d'origine avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sachet scellé, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est recommandé de terminer la soudure par refusion IR dans les 672 heures (28 jours, MSL 2a) suivant l'exposition. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, utilisez un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote. Les composants exposés pendant plus de 672 heures doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir le phénomène de "popcorning" pendant la refusion.

9. Notes d'application et considérations de conception

9.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED verte haute luminosité est adaptée à un large éventail d'applications nécessitant une indication d'état, un rétroéclairage ou un éclairage décoratif, notamment :

• Électronique grand public (par exemple, indicateurs sur appareils ménagers, équipements audio).
• Panneaux de contrôle industriels et interfaces homme-machine (IHM).
• Éclairage intérieur automobile (applications non critiques, sous réserve de qualification supplémentaire).
• Signalétique et bandeaux lumineux décoratifs.

Note critique :Ce produit est destiné aux équipements électroniques ordinaires. Pour les applications où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité), une consultation avec le fabricant concernant la pertinence et les exigences de fiabilité supplémentaires est essentielle avant l'intégration.

9.2 Conception du circuit

• Limitation de courant :Une LED est un dispositif piloté par le courant. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un circuit pilote à courant constant pour éviter de dépasser le courant direct continu maximum (20 mA). La valeur de la résistance peut être calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Sélection de la tension :Prenez en compte le bin de tension directe (D7-D10) dans votre conception pour assurer une régulation de courant correcte sur toutes les unités, en particulier lors de la connexion de plusieurs LED en série.
• Protection contre la tension inverse :Comme le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en inverse, assurez-vous que les conceptions de circuit empêchent l'application de toute polarisation inverse aux bornes de la LED. Dans les circuits où une tension inverse est possible (par exemple, couplage AC ou charges inductives), envisagez d'ajouter une diode de protection en parallèle (polarisée en inverse par rapport à la LED).

9.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (76 mW), une gestion thermique efficace sur le PCB est cruciale pour maintenir la fiabilité à long terme et une sortie lumineuse constante. Assurez une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum.

10. Comparaison et différenciation technique

Cette LED à montage inversé offre des avantages spécifiques :

• vs. LED standard à émission par le dessus :La conception à montage inversé permet des solutions optiques innovantes où la lumière est dirigée à travers le PCB ou réfléchie par celui-ci, permettant des conceptions de produits plus fines ou des guides de lumière spécifiques.
• vs. Boîtiers non adaptés à l'automatisation :Le conditionnement en bande et bobine et la construction SMD robuste offrent des avantages significatifs en termes de coût et de fiabilité dans l'assemblage automatisé en grande série par rapport aux LED traversantes ou aux composants en vrac.
• vs. LED à angle de vision plus large :L'angle de vision de 130 degrés offre un bon équilibre entre une large visibilité et une intensité vers l'avant. Pour les applications nécessitant un faisceau très étroit, une version avec lentille ou un boîtier différent serait plus approprié.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

11.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde spécifique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. C'est une mesure physique du spectre.
Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique que l'œil humain perçoit comme la couleur de la lumière. Elle est calculée à partir des coordonnées de couleur CIE. Pour une LED verte monochromatique, ces valeurs sont souvent proches, comme c'est le cas ici (530 nm vs. 525 nm).

11.2 Puis-je alimenter cette LED directement avec une alimentation 5V ?

No.Connecter une alimentation 5V directement aux bornes de la LED tenterait de forcer un courant très élevé à travers elle, dépassant presque certainement la valeur maximale absolue et provoquant une défaillance immédiate. Vous devez toujours utiliser un mécanisme de limitation de courant, tel qu'une résistance. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un V_Ftypique de 3,2V à 20 mA, une résistance série de (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohms (une résistance standard de 91 Ohm) serait requise.

11.3 Pourquoi les conditions de stockage après ouverture du sachet sont-elles si strictes ?

Les boîtiers SMD peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut délaminer le boîtier ou fissurer la puce (un phénomène connu sous le nom de "popcorning" ou "contrainte induite par l'humidité"). Les conditions de stockage spécifiées et les exigences de cuisson sont conçues pour atténuer ce risque.

12. Exemple d'étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un dispositif médical portable nécessitant un signal vert clair et lumineux. Le PCB est densément peuplé et l'indicateur doit être monté sur la face inférieure, avec la lumière acheminée à travers un petit trou dans le boîtier.
Solution :La LED à montage inversé est un choix idéal. Elle peut être placée sur le dessous du PCB avec sa surface émissive face à la carte. Un petit via ou une ouverture dans la couche de cuivre du PCB directement sous la LED permet à la lumière de passer vers le guide de lumière du boîtier. L'angle de vision de 130 degrés assure un bon couplage dans le guide de lumière. Le concepteur sélectionne les binsAQ(525-530 nm) pour une couleur verte constante etSouTpour une luminosité élevée. Un pilote à courant constant réglé à 15-18 mA est utilisé pour assurer une longue durée de vie et une sortie stable, en tenant compte de l'étalement du bin de tension directe. Des procédures strictes de contrôle ESD et d'humidité sont suivies pendant l'assemblage.

13. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice InGaN. Dans une LED, le courant électrique traverse une jonction p-n formée par différents matériaux semi-conducteurs (InGaN pour la région active). Lorsque les électrons se recombinent avec les trous dans cette région active, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'Indium, du Gallium et du Nitrure détermine la bande interdite du matériau, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Une teneur en indium plus élevée déplace généralement l'émission vers des longueurs d'onde plus longues (par exemple, vert, jaune, rouge), bien que les LED InGaN vertes représentent une réalisation technique significative en raison des défis matériaux. La puce est encapsulée dans un boîtier en plastique qui comprend une lentille pour façonner la sortie lumineuse et protéger la puce semi-conductrice.

14. Tendances de l'industrie

Le marché des LED SMD continue d'évoluer avec plusieurs tendances clés :

• Efficacité accrue (lm/W) :La recherche continue sur les matériaux et le conditionnement vise à extraire plus de lumière (lumens) de la même puissance électrique d'entrée (watts), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Miniaturisation :Les boîtiers deviennent plus petits (par exemple, tailles métriques 0201, 01005) pour permettre des conceptions de cartes à plus haute densité et de nouvelles applications dans des dispositifs ultra-compacts.
• Amélioration de la cohérence des couleurs et du binning :Les progrès dans la croissance épitaxiale et le contrôle de fabrication conduisent à des distributions de performance plus serrées, réduisant le besoin d'un binning étendu et simplifiant les chaînes d'approvisionnement pour les applications critiques en couleur.
• Intégration :Il y a une tendance à intégrer plusieurs puces LED (RGB, RGBW) dans un seul boîtier ou à combiner des LED avec des pilotes et des CI de contrôle pour créer des modules d'éclairage "intelligents".
• Fiabilité et durée de vie :Accent mis sur l'amélioration des performances dans des conditions de haute température et de courant élevé pour répondre aux exigences des applications d'éclairage automobile, industriel et extérieur.

Le composant décrit dans cette fiche technique représente une solution mature, fiable et largement adoptée dans ce paysage en évolution.