Fiche technique LED SMD orange LTST-S110KFKT - Vue latérale - Puce AlInGaP - 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) à haute luminosité et à vue latérale. L'application principale de ce composant est le rétroéclairage d'écrans LCD, où son profil d'émission latéral est particulièrement avantageux. La LED utilise une puce semi-conductrice en phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP), réputée pour produire une lumière orange efficace et brillante. Le composant est conditionné sur une bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les systèmes automatisés de placement utilisés dans la fabrication électronique en grande série.

Le produit est conçu pour être conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), le classant comme un "produit vert". Il est conçu pour être compatible avec les procédés standards de soudage par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur, courants dans l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCB). Ses caractéristiques électriques sont également compatibles avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI), simplifiant la conception du circuit de commande.

2. Valeurs maximales absolues

Le tableau suivant liste les limites de contrainte qui ne doivent en aucun cas être dépassées en conditions de fonctionnement. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents au composant. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (IFP) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal qui peut être appliqué à la LED.
• Facteur de déclassement :Le courant direct continu doit être réduit linéairement de 0,4 mA pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 50°C.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction semi-conductrice de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Le composant peut être stocké et fonctionner dans cette plage de température complète.
• Tolérance à la température de soudage :La LED peut supporter un soudage à la vague ou infrarouge à 260°C pendant 5 secondes maximum, ou un soudage en phase vapeur à 215°C pendant 3 minutes maximum.

3. Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants définissent les performances de la LED dans des conditions de fonctionnement typiques à Ta=25°C. "Typ." désigne les valeurs typiques, tandis que "Min." et "Max." définissent les limites garanties pour des paramètres spécifiques.

• Intensité lumineuse (Iv) :45,0 mcd (Min.), 90,0 mcd (Typ.) à un courant direct (IF) de 20mA. 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 (2θ1/2) :130 degrés (Typ.). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central.
• Longueur d'onde de crête (λP) :611 nm (Typ.). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :605 nm (Typ.). Dérivée des coordonnées de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE, cette longueur d'onde unique représente le mieux la couleur perçue de la lumière.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :17 nm (Typ.). C'est la largeur à mi-hauteur (FWHM) du spectre d'émission, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (VF) :2,0 V (Min.), 2,4 V (Typ.) à IF=20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Max.) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse.
• Capacité (C) :40 pF (Typ.) mesurée à une polarisation de 0V et une fréquence de 1MHz. C'est la capacité de jonction de la LED.

4. Système de binning

Pour garantir l'uniformité dans les applications, les LED sont triées en "bins" en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. Le code de bin fait partie de l'identification du produit. La structure de binning suivante s'applique pour le LTST-S110KFKT à IF=20mA :

• Code de bin P :Plage d'intensité lumineuse de 45,0 mcd à 71,0 mcd.
• Code de bin Q :Plage d'intensité lumineuse de 71,0 mcd à 112,0 mcd.
• Code de bin R :Plage d'intensité lumineuse de 112,0 mcd à 180,0 mcd.
• Code de bin S :Plage d'intensité lumineuse de 180,0 mcd à 280,0 mcd.

Une tolérance de +/-15% est appliquée aux valeurs d'intensité au sein de chaque bin. Ce binning permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec le niveau de luminosité requis pour leur application spécifique, garantissant une uniformité visuelle lorsque plusieurs LED sont utilisées ensemble.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Profils de soudage par refusion

La LED est conçue pour résister aux procédés standards de refusion SMD. Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour les procédés de soudure standard à l'étain-plomb (SnPb) et un autre pour les procédés sans plomb (Pb-free), utilisant typiquement des alliages SAC (Sn-Ag-Cu). Le profil sans plomb nécessite une température de crête plus élevée, typiquement jusqu'à 260°C, mais avec des vitesses de montée et de refroidissement soigneusement contrôlées pour éviter un choc thermique au composant et au PCB.

5.2 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager la lentille en plastique ou le boîtier. La méthode recommandée est d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Un nettoyage agressif ou aux ultrasons n'est pas recommandé, sauf validation spécifique.

5.3 Stockage et manipulation

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Une fois retirés de leur emballage d'origine barrière à l'humidité, les composants doivent idéalement être soudés dans la semaine. Pour un stockage plus long hors de l'emballage d'origine, ils doivent être conservés dans un contenant hermétique avec un dessiccant ou sous atmosphère d'azote. S'ils sont stockés non emballés pendant plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 24 heures est requis avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6. Informations sur le boîtier et dimensions mécaniques

La LED est conforme à un contour de boîtier SMD standard de l'industrie. Des dessins cotés détaillés sont fournis dans la fiche technique, incluant la taille du corps, les dimensions des broches et le motif de pastilles (pads) recommandé sur le PCB. La conception en vue latérale signifie que l'émission lumineuse principale est parallèle au plan du PCB, ce qui est crucial pour les applications d'éclairage latéral comme les panneaux LCD. Le composant est fourni sur une bande porteuse gaufrée, de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces. Chaque bobine contient 3000 pièces. Le conditionnement suit les normes ANSI/EIA 481-1-A.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Pour garantir un fonctionnement stable et une luminosité constante, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED. La valeur de la résistance est calculée en fonction de la tension d'alimentation (Vcc), de la tension directe de la LED (VF) et du courant direct souhaité (IF) : R = (Vcc - VF) / IF. La commande de plusieurs LED en parallèle sans résistances série individuelles n'est pas recommandée (Modèle de circuit B dans la fiche technique), car de petites variations de la caractéristique de tension directe (VF) entre les LED individuelles peuvent entraîner des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, une luminosité inégale.

7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La jonction semi-conductrice des LED est sensible aux décharges électrostatiques. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents qui dégradent les performances avec le temps. Pour prévenir les dommages ESD :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques lors de la manipulation des LED.
• Tous les postes de travail, outils et équipements doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur la lentille en plastique pendant la manipulation.

7.3 Gestion thermique

Bien que la LED elle-même n'ait pas de dissipateur thermique intégré, une gestion thermique efficace au niveau du PCB est importante pour la fiabilité à long terme. Le déclassement de 0,4 mA/°C au-dessus de 50°C souligne la nécessité de gérer la température ambiante autour de la LED. Dans les réseaux de rétroéclairage à haute densité, assurer une ventilation adéquate ou un dégagement thermique dans la conception du PCB peut aider à maintenir les performances et la durée de vie.

8. Analyse des courbes de performance typiques

La fiche technique inclut plusieurs graphiques décrivant la relation entre les paramètres clés. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas reproduites en texte, elles montrent typiquement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire aux courants élevés en raison des effets thermiques.
• Tension directe en fonction du courant direct :Cela montre la caractéristique I-V de la diode, qui est exponentielle aux faibles courants et devient plus résistive au courant de fonctionnement.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Cette courbe démontre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, une considération clé pour les applications fonctionnant dans des environnements chauds.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~611 nm et la largeur de bande de ~17 nm, confirmant l'émission de couleur orange.

Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs puissent prédire les performances dans des conditions non standard (courants ou températures différents) et optimiser leurs circuits de commande pour l'efficacité et la stabilité.

9. Comparaison et contexte technologique

L'utilisation d'une puce AlInGaP est significative. Comparée aux technologies plus anciennes comme le phosphure d'arséniure de gallium (GaAsP), les LED AlInGaP offrent une efficacité et une luminosité substantiellement plus élevées pour les longueurs d'onde rouges, oranges et jaunes. Le boîtier à vue latérale différencie ce produit des LED à émission par le dessus. Cette orientation mécanique n'est pas seulement un choix de conditionnement mais aussi une caractéristique fonctionnelle, permettant des conceptions d'affichage minces à éclairage latéral où la lumière est couplée dans une plaque guide de lumière. La combinaison d'un matériau de puce haute performance avec cette géométrie de boîtier spécifique en fait un composant spécialisé optimisé pour un domaine d'application dominant : le rétroéclairage de panneaux LCD, en particulier dans l'électronique grand public comme les smartphones, tablettes et moniteurs où l'espace est limité.