Fiche technique LTW-C230DS2 - LED SMD à montage inversé - Blanc InGaN - 2,6-3,1V - 72mW - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-C230DS2 est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour des applications de montage inversé. Il utilise une puce Ultra Bright InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière blanche. Ce composant est conditionné sur bande de 8 mm standard, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement et les lignes de production à grand volume. En tant que produit vert, il est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS).

Le principal avantage de conception de cette LED est sa configuration à montage inversé, qui permet des designs d'éclairage innovants où la LED est montée sur le côté opposé du PCB par rapport aux composants principaux. Sa compatibilité avec les procédés de brasage par refusion infrarouge (IR) garantit qu'elle peut être intégrée en utilisant les flux de travail standards de la technologie de montage en surface (SMT) sans nécessiter de manipulation ou de techniques de soudage spéciales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégradation.
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (IF) :20 mA. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-55°C à +105°C.
• Condition de refusion infrarouge :Résiste à une température de pic de 260°C pendant 10 secondes, conforme aux profils standards de soudure sans plomb.

Note critique :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner sous une tension inverse continue. L'application d'une tension inverse en continu est interdite.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et avec un courant de test standard (IF) de 2 mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 18,0 mcd (minimum) à 45,0 mcd (typique). C'est la luminosité perçue de la source lumineuse, mesurée par un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. Ce large angle de vision indique un modèle d'émission de lumière diffuse, adapté à l'éclairage de zone plutôt qu'à des faisceaux focalisés.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Le point de couleur est défini dans une région spécifique du diagramme de chromaticité CIE 1931. Les valeurs typiques sont x=0,294, y=0,286. La tolérance doit être considérée selon le système de tri.
• Tension directe (VF) :S'étend de 2,6V (minimum) à 3,1V (maximum) à IF=2mA. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Ce test est uniquement pour la caractérisation ; le dispositif ne doit pas fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction des paramètres mesurés. Le LTW-C230DS2 utilise un système de tri tridimensionnel.

3.1 Tri par tension directe (VF)

Les LED sont catégorisées en lots (A10, B10, B11, 12, 13) en fonction de leur chute de tension directe à 2 mA. Chaque lot a une plage de 0,1V (ex. : B10 : 2,70V à 2,80V). Une tolérance de ±0,1V s'applique à chaque lot. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec un appariement VF plus serré pour les applications de partage de courant.

3.2 Tri par intensité lumineuse (IV)

Les LED sont triées en lots de luminosité (M, N). Le lot M couvre 18-28 mcd, et le lot N couvre 28-45 mcd à IF=2mA. Une tolérance de ±15% s'applique à chaque lot. Ce code de lot est marqué sur le sachet d'emballage pour identification.

3.3 Tri par teinte (Couleur)

Le point de blanc est défini par les coordonnées de chromaticité (x, y) sur le diagramme CIE 1931. Les LED sont triées en quatre quadrants : S1, S2, S3 et S4. Chaque lot définit une zone spécifique en forme de parallélogramme sur le nuancier. Une tolérance de ±0,01 s'applique à chaque coordonnée dans un lot. Ce système garantit que la lumière blanche émise se situe dans une région de couleur prévisible et cohérente.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques qui illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standards des LED incluraient typiquement :

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière non linéaire, pour finir par saturer.
• Tension directe vs. Courant direct :Démontre la caractéristique I-V de la diode, montrant la relation exponentielle et la tension de seuil.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Illustre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un facteur critique pour la gestion thermique.
• Diagramme de l'angle de vision :Un diagramme polaire montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse.

Ces courbes sont essentielles pour prédire les performances réelles dans différentes conditions de fonctionnement au-delà du point de test standard.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme aux dimensions de boîtier standard EIA. Toutes les dimensions mécaniques critiques sont fournies dans les dessins de la fiche technique (non entièrement détaillés dans le texte fourni mais incluent typiquement la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des pastilles). Les tolérances sont généralement de ±0,10 mm sauf indication contraire. La couleur de la lentille est jaune.

5.2 Schéma des pastilles de soudure

Les dimensions recommandées des pastilles de soudure sont fournies pour assurer une fixation mécanique correcte et une dissipation thermique adéquate pendant le processus de refusion. Suivre ces recommandations prévient l'effet "tombstoning" et assure des soudures fiables.

5.3 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. La quantité standard par bobine est de 3000 pièces. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481. Les notes clés incluent : les emplacements vides sont scellés, une quantité minimale de 500 pièces pour les restes, et un maximum de deux composants manquants consécutifs autorisé par bobine.

6. Directives d'assemblage et de manipulation

6.1 Procédé de soudure

Le dispositif est entièrement compatible avec le brasage par refusion infrarouge (IR). Un profil recommandé est suggéré :

• Préchauffage :150-200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de pic :Maximum 260°C.
• Temps au pic :Maximum 10 secondes (la refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois).

Pour la retouche manuelle avec un fer à souder, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes pour une seule opération uniquement. Le profil réel doit être caractérisé pour la conception spécifique du PCB, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier de la LED. Les méthodes acceptables incluent l'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont des dispositifs sensibles à l'humidité (MSL 2a).

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants doivent être refaits par IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition. Pour un stockage au-delà d'une semaine hors du sachet d'origine, stocker dans un contenant hermétique avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés ouverts pendant plus d'une semaine nécessitent un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux dommages causés par l'électricité statique et les surtensions. Il est recommandé d'utiliser un bracelet ou des gants antistatiques lors de la manipulation. Tout l'équipement, y compris les postes de travail et les machines, doit être correctement mis à la terre.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

Cette LED est destinée à l'éclairage général et à l'indication dans l'électronique grand public, les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les appareils ménagers. Sa capacité de montage inversé permet des solutions de rétroéclairage uniques pour les claviers, panneaux et affichages où la source lumineuse doit être cachée ou montée sur le côté secondaire du PCB.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Ne pas connecter directement à une source de tension. Le courant continu maximum est de 20 mA.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (72 mW), assurer une surface de cuivre adéquate sur le PCB pour les pastilles aide à dissiper la chaleur, maintenant ainsi la luminosité et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit un éclairage large et diffus. Pour une lumière plus focalisée, des optiques secondaires (lentilles ou guides de lumière) seraient nécessaires.
• Sélection des lots :Pour les applications nécessitant une couleur et une luminosité uniformes, spécifiez un lot unique ou une combinaison restreinte de lots auprès du fabricant.

7.3 Limitations d'application

Consultez le fabricant pour les applications nécessitant une haute fiabilité, en particulier lorsque la défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, médical, systèmes de sécurité des transports). Ce produit est conçu pour des environnements commerciaux et industriels standards.

8. Foire aux questions (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre une LED à montage inversé et une LED SMD standard à vue de dessus ?
R : Une LED à montage inversé est conçue pour être installée sur le côté opposé du PCB, sa surface émettrice de lumière étant orientée vers le bas en direction de la carte. Elle brille ensuite à travers un trou ou une ouverture dans le PCB. Une LED standard à vue de dessus émet sa lumière perpendiculairement à la surface de la carte sur laquelle elle est montée.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 20 mA en continu ?
R : Oui, 20 mA est le courant direct continu maximum nominal. Pour une durée de vie et une fiabilité optimales, il est souvent recommandé de l'alimenter à un courant plus faible (ex. : 10-15 mA), car cela réduit la génération de chaleur.

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle spécifiée à un courant aussi faible (2 mA) ?
R : 2 mA est une condition de test standard courante pour caractériser la luminosité des LED à un faible niveau de puissance, permettant une comparaison plus facile entre différents modèles de LED et un tri cohérent. La luminosité sera proportionnellement plus élevée au courant de fonctionnement maximum de 20 mA.

Q : Comment interpréter les coordonnées de chromaticité (x=0,294, y=0,286) ?
R : Ces coordonnées placent un point sur le diagramme de l'espace colorimétrique CIE 1931. Ce point spécifique se situe dans la région du "blanc". Le blanc perçu exact (ex. : blanc froid, blanc neutre) dépend de l'emplacement précis. Le système de tri (S1-S4) regroupe les LED dont les coordonnées sont très proches pour assurer la cohérence des couleurs.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire pour cette LED ?
R : En raison de sa faible dissipation de puissance (72 mW), un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas nécessaire. Cependant, de bonnes pratiques de conception de PCB, telles que l'utilisation d'une surface de cuivre suffisante pour les pastilles thermiques, sont essentielles pour évacuer la chaleur de la jonction de la LED, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsqu'elle est alimentée au courant maximum.