Fiche technique LED LTST-S270KGKT - LED latérale verte (574nm) - 2.4V - 75mW - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S270KGKT est une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) latérale à haute luminosité, utilisant une technologie de puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Ce composant est conçu pour des applications nécessitant un large angle de vision et des performances fiables dans les processus d'assemblage automatisés. Sa fonction principale est de servir de source lumineuse indicatrice compacte et efficace.

Avantages principaux :Les principaux avantages de cette LED incluent sa sortie ultra-lumineuse grâce au système de matériau AlInGaP, sa compatibilité avec les processus standards de soudage par refusion infrarouge, et son conditionnement sur bande de 8mm pour un assemblage automatisé en volume élevé par pick-and-place. Elle est également classée comme produit vert, conforme aux normes RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

Marché cible :Cette LED convient à une large gamme d'équipements électroniques, y compris les appareils de bureau, les équipements de communication et divers appareils électroménagers où une indication d'état fiable est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres 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) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. Le courant direct continu maximal qui peut être appliqué.
• Courant direct de crête :80 mA (en conditions pulsées : cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms). Cela permet de brèves impulsions à courant plus élevé pour des applications comme le multiplexage.
• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 10 secondes, ce qui est typique pour les processus de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de Ta=25°C et IF=20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 18.0 mcd (minimum) à 71.0 mcd (maximum), avec une valeur typique fournie. Cela mesure la luminosité perçue par l'œil humain.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. Ce large angle indique que la LED émet de la lumière sur une large zone, la rendant adaptée aux applications de vision latérale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :574 nm. La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :571 nm. C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Cela indique la pureté spectrale ou l'étalement des longueurs d'onde émises autour du pic.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2.4V, avec une plage de 2.0V à 2.8V à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit.
• Courant inverse (IR) :10 μA maximum à VR=5V. Un faible courant de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse.

3. Explication du système de codes de bacs

La LED est triée en bacs en fonction de paramètres clés pour assurer l'homogénéité des lots de production. Les concepteurs doivent spécifier les codes de bacs requis lors de la commande pour l'appariement des couleurs et de la luminosité.

3.1 Classement par tension directe

Classée à 20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±0.1V.
Codes de bacs : 4 (1.90-2.00V), 5 (2.00-2.10V), 6 (2.10-2.20V), 7 (2.20-2.30V), 8 (2.30-2.40V).

3.2 Classement par intensité lumineuse

Classée à 20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±15%.
Codes de bacs : M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd).

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Classée à 20mA. La tolérance pour chaque bac est de ±1 nm.
Codes de bacs : C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1 pour la distribution spectrale, Fig.6 pour l'angle de vision), les données impliquent un comportement standard de LED.

• Courbe IV :La tension directe (VF) augmente avec le courant direct (IF), suivant une relation exponentielle typique d'une diode. Le VF spécifié @ 20mA est le point de conception clé.
• Caractéristiques thermiques :L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La large plage de température de fonctionnement (-30°C à +85°C) indique des performances stables dans divers environnements, bien qu'une déclassement puisse être nécessaire à haute température.
• Distribution spectrale :Le pic à 574nm avec une demi-largeur de 15nm définit la couleur verte. La longueur d'onde dominante (571nm) est le paramètre clé pour la spécification de couleur en conception.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA pour les LED latérales. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0.10 mm sauf indication contraire. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Conception des pastilles et polarité

La fiche technique inclut les dimensions suggérées des pastilles de soudage et l'orientation. La polarité correcte est cruciale ; la LED a une anode et une cathode qui doivent être alignées avec l'empreinte PCB. Le boîtier est conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Un profil de refusion IR suggéré pour le processus sans plomb est fourni, conforme aux normes JEDEC.

• Préchauffage :150-200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :10 secondes maximum (recommandé pour un maximum de deux cycles de refusion).

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni sert de cible générique.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Durée de soudage :Maximum 3 secondes par pastille (une seule fois).

6.3 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année si le sac anti-humidité avec dessicant est intact.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Utiliser dans la semaine pour la refusion. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessicant ou un dessiccateur à azote. Les LED stockées hors emballage >1 semaine doivent être cuites à ~60°C pendant ≥20 heures avant soudage.

6.4 Nettoyage

Utiliser uniquement les agents de nettoyage spécifiés. Immerger dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute si un nettoyage est requis. Ne pas utiliser de produits chimiques non spécifiés.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

• Conditionnée dans une bande porteuse gaufrée de 8mm de large.
• Fournie sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre.
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture.
• Un maximum de deux composants manquants consécutifs est autorisé par bobine.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED latérale est idéale pour les applications où la lumière doit être visible depuis le bord d'un appareil, telles que :

• Indicateurs d'état sur les appareils électroniques grand public fins (téléphones, tablettes, ordinateurs portables).
• Rétroéclairage pour panneaux ou symboles éclairés latéralement.
• Indicateurs de niveau sur équipement audio ou instrumentation.
• Lumière indicatrice à usage général dans les appareils électroménagers et de bureau.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. Calculer en fonction de la tension d'alimentation (Vs), de la tension directe de la LED (VF du bac choisi) et du courant direct souhaité (IF, ne pas dépasser 30mA DC). Formule : R = (Vs - VF) / IF.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Manipuler avec les précautions ESD appropriées (bracelets, postes de travail mis à la terre).
• Gestion thermique :S'assurer que la conception du PCB permet la dissipation thermique, surtout si le fonctionnement est proche du courant maximum ou dans des températures ambiantes élevées.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés offre une large visibilité. En tenir compte dans la conception mécanique des guides de lumière ou des ouvertures.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-S270KGKT se différencie par son matériau et son boîtier :

• AlInGaP vs. Autres technologies :Comparée aux LED vertes traditionnelles au GaP (Phosphure de Gallium), l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité nettement supérieures.
• Boîtier latéral :Contrairement aux LED à émission par le dessus, ce boîtier est spécifiquement conçu pour émettre la lumière par le côté, économisant de l'espace vertical sur le PCB et permettant des designs esthétiques et fonctionnels uniques.
• Compatibilité refusion :Sa capacité à résister aux profils de refusion SMT standards la rend adaptée aux lignes de fabrication modernes à grand volume, aux côtés d'autres composants.

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

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?
R : En utilisant VF typique=2.4V et une cible IF=20mA : R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Utiliser la valeur standard la plus proche (par ex., 130Ω ou 120Ω). Toujours considérer le VF minimum et maximum du code de bac pour les calculs de courant dans le pire des cas.

Q : Puis-je piloter cette LED avec un signal PWM pour le gradation ?
R : Oui. Le courant direct de crête nominal de 80mA (pulsé) permet la gradation PWM. S'assurer que le courant moyen dans le temps ne dépasse pas le courant direct continu nominal de 30mA.

Q : Pourquoi y a-t-il différents codes de bacs, et lequel dois-je choisir ?
R : Les variations de fabrication entraînent des différences de VF, d'intensité et de longueur d'onde. Le classement par bacs assure l'homogénéité au sein d'un lot. Pour les applications critiques en couleur (par ex., affichages multi-LED), spécifier un bac de longueur d'onde serré (par ex., D). Pour l'homogénéité de luminosité, spécifier un bac d'intensité serré (par ex., P). Pour l'indication générale, les bacs standards sont acceptables.

Q : Un dissipateur thermique est-il requis ?
R : À la dissipation de puissance maximale absolue de 75mW et dans des conditions de fonctionnement typiques (20mA * ~2.4V = 48mW), un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis pour une seule LED. Cependant, un pourcentage de cuivre approprié sur le PCB peut aider à la dissipation thermique, surtout dans des environnements à haute température ou lorsque plusieurs LED sont regroupées.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'état pour un appareil portable
Un concepteur crée une tablette fine avec un indicateur d'alimentation/charge monté sur le côté. Le LTST-S270KGKT est sélectionné pour sa propriété d'émission latérale et son faible encombrement.

1. Conception du PCB :La LED est placée au bord du PCB. La disposition des pastilles suggérée dans la fiche technique est utilisée pour assurer un soudage et un alignement corrects.
2. Conception du circuit :L'appareil utilise une tension système de 3.3V. Une résistance de 47Ω est choisie ((3.3V - 2.4V)/0.02A ≈ 45Ω) pour piloter la LED à environ 20mA, fournissant une luminosité suffisante.
3. Intégration mécanique :Un petit guide de lumière canalise la lumière du côté de la LED vers une petite fenêtre sur le cadre de la tablette. L'angle de vision de 130 degrés assure que la lumière est facilement visible sous différents angles.
4. Fabrication :Les LED, fournies sur des bobines de bande de 8mm, sont placées automatiquement pendant l'assemblage SMT. La carte subit un processus de refusion sans plomb standard avec une température de crête de 250°C, bien en deçà de la limite de 260°C de la LED.
5. Classement par bacs :Le concepteur spécifie le Code de Bac 6 pour VF (2.1-2.2V) et le Code de Bac N pour l'intensité (28-45 mcd) pour assurer une luminosité et une couleur cohérentes sur toutes les unités de production sans nécessiter les bacs les plus élevés (et potentiellement plus coûteux).

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 AlInGaP. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active (la jonction). Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce cas, la composition est ajustée pour produire de la lumière verte avec une longueur d'onde de crête d'environ 574 nanomètres. Le boîtier latéral intègre une lentille en époxy moulée qui façonne la sortie lumineuse, créant l'angle de vision caractéristique de 130 degrés en réfractant et réfléchissant la lumière émise par la puce.

13. Tendances de développement

La tendance générale pour les LED indicatrices comme celle-ci va vers plusieurs domaines clés :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour la même sortie lumineuse.
• Miniaturisation :Il y a une poussée continue pour des tailles de boîtier plus petites tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques, permettant des conceptions de PCB plus denses et des produits finaux plus fins.
• Fiabilité et robustesse améliorées :Les améliorations dans les matériaux de boîtier et les technologies de fixation de la puce conduisent à des durées de vie plus longues et de meilleures performances dans des conditions environnementales difficiles (température, humidité).
• Intégration :Les tendances incluent l'intégration de résistances de limitation de courant ou même de circuits intégrés pilotes simples dans le boîtier de la LED pour simplifier la conception du circuit pour l'utilisateur final.
• Cohérence des couleurs et classement par bacs :Les processus de fabrication sont constamment affinés pour réduire les variations, conduisant à des spécifications de classement par bacs plus serrées et à un besoin moindre de tri sélectif dans les applications critiques en couleur.