Fiche technique LED SMD LTST-S320TGKT - Émission latérale - 3,2x2,0x1,1mm - 3,2V - 76mW - Vert - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S320TGKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) à émission latérale, haute performance. Il utilise une puce semi-conductrice avancée en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) pour produire une lumière verte vive. Ce composant est spécifiquement conçu pour les applications nécessitant un éclairage provenant du côté du composant, plutôt que du dessus. Son boîtier compact conforme aux normes EIA et son conditionnement en bande et bobine le rendent idéal pour les processus d'assemblage automatisé à grand volume, courants dans la fabrication électronique moderne.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), la classant comme produit écologique. Elle dispose d'une lentille transparente qui maximise le flux lumineux et d'un cadre de connexions étamé pour une excellente soudabilité. Le dispositif est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour l'assemblage des cartes à technologie de montage en surface (SMT). Sa conception assure la compatibilité avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement, rationalisant la ligne de production.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans ces conditions. La dissipation de puissance maximale est de 76 milliwatts (mW) à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant direct continu ne doit pas dépasser 20 mA en continu. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 100 mA est autorisé sous un strict cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 milliseconde. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température ambiante de -20°C à +80°C et peut être stocké à des températures comprises entre -30°C et +100°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées dans des conditions de test standard de Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, la LED présente ses principales métriques de performance. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 150 millicandelas (mcd), avec une valeur minimale spécifiée de 71,0 mcd. Ce paramètre quantifie la luminosité perçue de la lumière émise. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est de 130 degrés, offrant un faisceau large adapté à l'éclairage latéral.

Les caractéristiques spectrales sont définies par la longueur d'onde d'émission de crête (λP) de 530 nanomètres (nm) et une longueur d'onde dominante (λd) de 525 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 35 nm, indiquant la pureté de la couleur verte. Électriquement, la tension directe (VF) mesure typiquement 3,2 volts, avec une plage de 2,8V à 3,6V. Le courant inverse (IR) est garanti à 10 microampères (μA) ou moins lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, bien que le dispositif ne soit pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour assurer l'homogénéité en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) selon des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de tolérance spécifiques pour leur application.

3.1 Classement par tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,2V. Les codes de classe D7, D8, D9 et D10 correspondent respectivement aux plages de tension de 2,80-3,00V, 3,00-3,20V, 3,20-3,40V et 3,40-3,60V, chacune avec une tolérance de ±0,1V.

3.2 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en classes Q, R et S. La classe Q couvre 71,0-112,0 mcd, la classe R couvre 112,0-180,0 mcd et la classe S couvre 180,0-280,0 mcd. Une tolérance de ±15% s'applique au sein de chaque classe.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit la couleur perçue, est classée en AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) et AR (530,0-535,0 nm). La tolérance pour chaque classe est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Figure 1 pour la distribution spectrale, Figure 5 pour l'angle de vision), leur comportement typique peut être décrit. La relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF) est exponentielle, caractéristique d'une diode. L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée. La longueur d'onde de crête peut présenter un léger décalage négatif (vers les longueurs d'onde plus courtes) avec l'augmentation du courant et un décalage positif (vers les longueurs d'onde plus longues) avec l'augmentation de la température de jonction. Comprendre ces tendances est crucial pour concevoir des systèmes d'éclairage stables et homogènes.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un format SMD standard. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur du corps. La fiche technique fournit un dessin mécanique détaillé avec toutes les mesures critiques, y compris l'espacement des broches et la taille globale, essentiels pour la conception du motif de pastilles sur le CI (Circuit Imprimé).

5.2 Identification de la polarité et disposition des pastilles

Le composant possède un marquage de polarité clair, typiquement une encoche ou un point sur le boîtier, indiquant la cathode. La fiche technique inclut un dessin des dimensions de pastilles de soudure recommandées pour assurer une bonne formation du joint de soudure et une stabilité mécanique. Elle recommande également l'orientation optimale pour le processus de soudage afin d'éviter l'effet "tombstoning" (où une extrémité se soulève de la pastille).

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Le dispositif est qualifié pour les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion suggéré est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (150-200°C), une montée en température contrôlée, une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus de 260°C limité à un maximum de 10 secondes. Le temps total de préchauffage doit être de 120 secondes maximum. Ce profil doit être soigneusement caractérisé pour l'assemblage spécifique du CI afin d'assurer la fiabilité.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact avec toute broche doit être limité à 3 secondes maximum. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier époxy et à la puce semi-conductrice.

6.3 Nettoyage et stockage

Si un nettoyage est requis après soudage, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool isopropylique ou l'alcool éthylique doivent être utilisés. L'immersion doit se faire à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). Une fois ouverts, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% HR et utilisées dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage est recommandé pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "popcorning" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture protectrice. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481. Pour les quantités restantes, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED à émission latérale est idéale pour les applications nécessitant un éclairage par la tranche ou une indication d'état sur le côté d'un appareil. Les utilisations courantes incluent le rétroéclairage de claviers à membrane, l'éclairage latéral pour écrans LCD dans les appareils portables, les indicateurs d'état sur les bordures d'électronique grand public (comme les routeurs, décodeurs) et le rétroéclairage de symboles ou de texte sur les panneaux avant.

8.2 Conception de circuit

Une résistance de limitation de courant est obligatoire lors de l'alimentation de la LED à partir d'une source de tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim - VF) / IF, où VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour une conception prudente) et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20 mA). L'alimentation de la LED par une source de courant constant est préférable pour une luminosité et une homogénéité de couleur optimales, notamment avec les variations de température.

8.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée sur le CI est importante pour la fiabilité à long terme. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED aide à dissiper la chaleur et maintient une température de jonction plus basse, ce qui préserve le flux lumineux et la durée de vie.

8.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Les procédures de manipulation doivent inclure l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de conteneurs conducteurs. Tout équipement d'assemblage doit être correctement mis à la terre.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal différentiateur de ce composant est sa conception optique à émission latérale, distincte des LED SMD à émission par le dessus plus courantes. Comparée aux technologies plus anciennes comme l'AlGaInP (pour le rouge/jaune), la puce InGaN offre un rendement et une luminosité plus élevés dans le spectre vert/bleu. L'angle de vision de 130 degrés procure un éclairage très large, avantageux pour les applications nécessitant une diffusion de la lumière le long d'une surface. Sa compatibilité avec les processus de refusion IR standard l'aligne avec l'assemblage SMT moderne, contrairement aux anciennes LED traversantes qui nécessitent un soudage à la vague.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

R : Non. Une LED est un dispositif piloté en courant. La connecter directement à une source de tension provoquera un courant excessif, la détruisant instantanément. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant.

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

R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour un fonctionnement continu à 20mA ?

R : Oui, 20mA est le courant direct continu recommandé. Cependant, assurez-vous que la température ambiante et la conception thermique du CI permettent à la température de jonction de rester dans des limites sûres pour maintenir les performances spécifiées et la longévité.

Q : Pourquoi les conditions de stockage sont-elles si importantes pour les LED SMD ?

R : Le boîtier en époxy plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou décoller la puce — un phénomène appelé "popcorning". Un stockage et un séchage appropriés l'empêchent.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un indicateur d'état rétroéclairé latéralement pour un routeur Wi-Fi.La LED doit être montée sur la carte mère, assemblée par un processus de refusion IR sans plomb. La lumière doit traverser une petite fenêtre sur le côté du boîtier plastique du routeur pour indiquer "sous tension" et "activité réseau" (clignotement).



Mise en œuvre :Le LTST-S320TGKT est sélectionné pour son émission latérale et sa couleur verte. Deux LED sont placées près du bord de la carte, alignées avec les guides de lumière dans le boîtier. Le motif de pastilles sur le CI est conçu selon les dimensions recommandées dans la fiche technique. Une résistance de limitation de 150Ω est calculée pour une alimentation de 5V (en utilisant VF_max=3,6V, IF=20mA : R = (5-3,6)/0,02 = 70Ω, une 150Ω fournit un courant plus sûr d'environ 9mA). La broche GPIO du microcontrôleur pilote la LED via cette résistance. L'assemblage suit le profil de refusion spécifié, et le produit fini offre un éclairage latéral clair et à large angle.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice InGaN. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage Nitrure de Gallium-Indium dans la structure du puits quantique détermine l'énergie de la bande interdite, et par conséquent, la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le vert autour de 530nm. La caractéristique d'émission latérale est obtenue par le placement de la puce dans le boîtier et la forme de la coupelle réfléchissante et de la lentille en époxy, qui dirigent le flux lumineux principal latéralement.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED SMD continue vers un rendement plus élevé (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites pour des applications à haute densité, et une meilleure homogénéité des couleurs grâce à un classement plus strict. L'accent est également mis de plus en plus sur la fiabilité dans des conditions difficiles (température, humidité plus élevées) pour les applications automobiles et industrielles. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle directement avec la puce LED (par ex., pour les LED RGB adressables) est un développement significatif, bien que pour les LED indicatrices simples comme celle-ci, l'accent reste sur le rapport coût-efficacité, la fiabilité et la compatibilité avec les lignes d'assemblage automatisées à grande vitesse.