Fiche technique LED SMD Orange LTST-S270KFKT - Vue latérale - 2.0-2.4V - 30mA - 75mW - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface (SMD) haute luminosité à émission latérale. Le composant utilise une puce semi-conductrice avancée en AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une lumière orange vive. Conçu pour les processus d'assemblage automatisés, il est conditionné sur bande de 8 mm et fourni sur bobines de 7 pouces, le rendant adapté à la production en grande série. Le produit est conforme aux directives RoHS et est classé comme produit vert.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa luminosité exceptionnelle grâce à la technologie AlInGaP, sa compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge, et sa conception à émission latérale idéale pour les applications nécessitant un éclairage sur le côté du composant. Son boîtier conforme aux normes EIA assure une large compatibilité. Cette LED est destinée aux applications dans l'électronique grand public, les indicateurs industriels, l'éclairage intérieur automobile et le rétroéclairage où un indicateur orange compact, fiable et lumineux est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(peak)) :80 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.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA DC. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse au-delà de cette limite peut entraîner la rupture de la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-30°C à +85°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-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 (Pb-free).

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :45,0 - 90,0 mcd (typique). L'intensité réelle est classée (voir Section 3). Mesurée avec un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique). Cet angle de vision large est caractéristique de la conception de la lentille à émission latérale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :611 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle le spectre de sortie est maximal.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :605 nm (typique à I_F=20mA). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :17 nm (typique). Une mesure de la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :2,0 - 2,4 V (typique à I_F=20mA). La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (maximum à V_R=5V). Le faible courant de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse.

Attention aux décharges électrostatiques (ESD) :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des procédures de manipulation appropriées, incluant l'utilisation de bracelets de mise à la terre et d'équipements antistatiques, sont obligatoires pour éviter les dommages.

3. Explication du système de classement (Binning)

L'intensité lumineuse des LED est triée en classes (bins) pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Le code de classe définit la plage d'intensité minimale et maximale.

• Code de classe P :45,0 - 71,0 mcd
• Code de classe Q :71,0 - 112,0 mcd
• Code de classe R :112,0 - 180,0 mcd
• Code de classe S :180,0 - 280,0 mcd

Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque classe d'intensité. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application, en équilibrant coût et performance.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Figure 1 pour le spectre de sortie, Figure 6 pour l'angle de vision), les relations typiques peuvent être décrites :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :La tension directe (V_F) présente une relation logarithmique avec le courant direct (I_F). Elle est relativement constante dans la plage de fonctionnement normale mais augmente avec le courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant :La sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct jusqu'au courant nominal maximum. Fonctionner au-dessus du courant nominal entraîne une augmentation super-linéaire de la chaleur et une baisse potentielle d'efficacité (droop).
• Dépendance à la température :La tension directe diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction (coefficient de température négatif). L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température augmente, ce qui est une considération clé pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou à haute température ambiante.
• Distribution spectrale :Le spectre de lumière émis est centré autour de 611 nm (crête) avec une demi-largeur relativement étroite de 17 nm, indiquant une couleur orange saturée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED présente un boîtier à émission latérale avec une lentille transparente. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique, toutes les unités étant en millimètres (tolérance ±0,10 mm sauf indication contraire). Le boîtier est conçu selon les normes EIA pour la compatibilité. La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel tel qu'une encoche, un point vert ou un coin coupé sur le boîtier. La disposition et l'orientation des pastilles de soudure recommandées sont fournies pour assurer un alignement et un soudage corrects lors de l'assemblage du PCB.

5.2 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur bande porteuse embossée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.

• Pièces par bobine : 4000
• Quantité minimale de commande (MOQ) pour les restes :500 pièces
• LED manquantes consécutives :Maximum de deux autorisées par bobine.
• L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

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

• Préchauffage :150–200°C
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :10 secondes maximum (profil recommandé page 3).
• Le profil doit être caractérisé pour la conception spécifique du PCB, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint.
• Limiter à un cycle de soudage pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Les solvants recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante. La LED doit être immergée moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.4 Conditions de stockage

Un stockage approprié est crucial pour maintenir la soudabilité et prévenir l'absorption d'humidité (qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion).

• Sac barrière à l'humidité scellé (MBB) :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année suivant la date de scellement du sac.
• Après ouverture du sac :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'exposition.
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Séchage (Baking) :Si exposé plus d'une semaine, sécher à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED orange à émission latérale est idéale pour :

• Indicateurs d'état :Sur l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les équipements réseau où un large angle de vision est nécessaire.
• Rétroéclairage :Pour les panneaux éclairés par la tranche, les interrupteurs à membrane ou les symboles où l'émission latérale est avantageuse.
• Éclairage intérieur automobile :Pour l'éclairage du tableau de bord ou de la console.
• Panneaux de contrôle industriels :Comme voyants d'alerte ou d'état sur les machines.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V et visant I_F=20mA avec V_F=2,4V, R = (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ω.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (75mW), assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques si le fonctionnement a lieu à haute température ambiante ou près du courant maximum pour maintenir la longévité de la LED et une sortie lumineuse stable.
• Protection ESD :Intégrer des diodes de protection ESD sur les lignes d'entrée sensibles si la LED est dans un emplacement exposé, et suivre des protocoles stricts de manipulation ESD pendant l'assemblage.
• Conception optique :La nature à émission latérale signifie que la sortie lumineuse principale est parallèle à la surface du PCB. Considérer l'utilisation de guides de lumière, de réflecteurs ou de diffuseurs pour diriger la lumière selon les besoins.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED standard à émission par le dessus ou utilisant des technologies plus anciennes comme le GaAsP, cette LED AlInGaP à émission latérale offre des avantages distincts :

• Efficacité supérieure (AlInGaP vs. GaAsP) :La technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une sortie plus lumineuse à courant égal.
• Saturation des couleurs supérieure :La demi-largeur spectrale étroite (17nm) produit une couleur orange plus pure et saturée comparée aux alternatives à spectre plus large.
• Flexibilité de conception (Émission latérale) :Le boîtier permet des conceptions optiques uniques impossibles avec les émetteurs par le dessus, économisant de l'espace vertical et permettant des solutions d'éclairage par la tranche.
• Compatibilité avec les processus modernes :Une compatibilité totale avec le soudage par refusion infrarouge et les équipements automatiques de pick-and-place rationalise les lignes d'assemblage SMT modernes.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R1 : La longueur d'onde de crête (λ_P=611nm) est le point physique d'énergie maximale dans le spectre. La longueur d'onde dominante (λ_d=605nm) est le point de couleur perceptuel sur le diagramme CIE. λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

R2 : Non. La tension directe est d'environ 2,4V. La connecter directement à 3,3V causerait un courant excessif, dépassant potentiellement la limite de 30mA et endommageant la LED. Une résistance de limitation de courant est toujours requise.

Q3 : Pourquoi existe-t-il un système de classement (binning) pour l'intensité lumineuse ?

R3 : Les variations de fabrication entraînent de légères différences de sortie. Le classement trie les LED en groupes de luminosité cohérents, permettant aux concepteurs de choisir un grade approprié et assurant des performances prévisibles au sein d'un lot.

Q4 : Comment interpréter l'angle de vision de 130 degrés ?

R4 : L'angle de vision (2θ_1/2) est l'angle total où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur de crête. Un angle de 130° signifie que la lumière est émise sur un cône très large, la rendant visible sous de nombreux angles latéraux.

Q5 : Le séchage (baking) est-il toujours requis avant le soudage ?

R5 : Le séchage n'est requis que si les LED ont été exposées aux conditions ambiantes en dehors de leur sac scellé d'origine pendant plus que le temps spécifié (par ex., une semaine à ≤60% HR). Cela empêche la fissuration du boîtier induite par l'humidité pendant la refusion.

10. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur d'état monté sur panneau

Dans un panneau de contrôle, la LED peut être montée au bord d'une découpe, son émission latérale étant dirigée à travers un guide de lumière ou une fenêtre dépoli. Le large angle de vision assure que l'indicateur est visible pour un opérateur depuis diverses positions. Un circuit simple avec une résistance de 150Ω connectée à une broche GPIO d'un microcontrôleur 5V fournit une commande adéquate à environ 17mA.

Exemple 2 : Éclairage séquentiel dans un appareil grand public

Plusieurs LED peuvent être placées côte à côte le long du bord d'un boîtier d'appareil. En les contrôlant séquentiellement via un microcontrôleur, un effet de balayage de style "Knight Rider" ou une barre de progression peut être créé, utilisant leur émission latérale pour créer une ligne de lumière continue.

11. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur AlInGaP cultivé sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction PN, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, l'orange (~605-611 nm). Le boîtier à émission latérale intègre une lentille en époxy moulée qui façonne le motif de sortie lumineuse, l'extrayant du côté de la puce plutôt que du dessus. Cette conception implique souvent des cavités réfléchissantes à l'intérieur du boîtier pour rediriger la lumière.

12. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance dans les LED indicateurs SMD continue vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une plus grande intégration. Bien que l'AlInGaP reste la technologie dominante pour les LED rouges, oranges et jaunes à haute efficacité, la recherche se concentre sur l'amélioration de l'efficacité d'extraction et de la stabilité thermique. Il y a également une évolution vers un classement plus précis et des tolérances plus serrées pour répondre aux exigences d'applications comme l'éclairage automobile et les affichages haut de gamme. La compatibilité avec les processus de refusion sans plomb et à haute température est désormais une exigence standard, motivée par les réglementations environnementales mondiales. De plus, la demande de performances fiables dans des environnements sévères (plages de températures plus larges, humidité plus élevée) continue de stimuler les avancées dans l'étanchéité des boîtiers et la science des matériaux.