Fiche technique LED SMD jaune LTST-S320KSKT - Émission latérale - 3.2x2.0x1.1mm - 2.4V Max - 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S320KSKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications nécessitant une source lumineuse à émission latérale. Il utilise une puce semi-conductrice Ultra Brillante en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour produire une lumière jaune. Le dispositif présente une lentille transparente et un cadre de connexions plaqué étain, conditionné dans un boîtier standard conforme aux normes EIA. Il est fourni sur bande de 8mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Haute luminosité :La technologie de puce AlInGaP offre une intensité lumineuse élevée, avec des valeurs typiques comprises entre 45,0 et 180,0 millicandelas (mcd) pour un courant direct de 20mA.
• Conception à émission latérale :Le boîtier est conçu pour émettre la lumière sur le côté, ce qui est idéal pour le rétroéclairage d'indicateurs, les panneaux à éclairage latéral et les affichages d'état nécessitant un éclairage latéral.
• Compatibilité :Le dispositif est compatible avec les circuits intégrés et conçu pour être utilisé avec les systèmes de placement automatique, rationalisant ainsi le processus de fabrication.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses) et est classé comme Produit Vert.
• Soudable par refusion :Il est conçu pour les processus de soudage par refusion infrarouge avec une température de pointe de 260°C pendant 10 secondes, adapté aux lignes d'assemblage sans plomb.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif 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 la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégrader ses performances ou provoquer une défaillance.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :80 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, spécifié pour un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1ms. Il ne doit pas être dépassé, même momentanément.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique de la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner correctement.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +85°C. La plage de température pour stocker le dispositif lorsqu'il n'est pas en fonctionnement.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C et définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_V) :Min. 45,0 mcd, Typ. (voir classement), Max. 180,0 mcd @ I_F=20mA. Mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique (œil humain) CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (sur l'axe). Un large angle de vision comme celui-ci est caractéristique des boîtiers à émission latérale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :588 nm. La longueur d'onde spécifique à laquelle la LED émet la plus grande puissance optique.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :587,0 - 594,5 nm @ I_F=20mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (jaune). Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :Min. 1,80 V, Typ. (voir classement), Max. 2,40 V @ I_F=20mA. La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :Max. 10 μA @ V_R=5V. Un faible courant de fuite qui circule lorsque le dispositif est polarisé en inverse dans les limites de sa valeur maximale.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés. Le LTST-S320KSKT utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Unités : Volts (V) @ 20mA. Tolérance par classe : ±0,1V.

- Classe F2 :1,80V (Min) à 2,10V (Max)

- Classe F3 :2,10V (Min) à 2,40V (Max)

3.2 Classement par intensité lumineuse

Unités : Millicandelas (mcd) @ 20mA. Tolérance par classe : ±15%.

- Classe P :45,0 mcd (Min) à 71,0 mcd (Max)

- Classe Q :71,0 mcd (Min) à 112,0 mcd (Max)

- Classe R :112,0 mcd (Min) à 180,0 mcd (Max)

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Unités : Nanomètres (nm) @ 20mA. Tolérance par classe : ±1nm.

- Classe J :587,0 nm (Min) à 589,5 nm (Max)

- Classe K :589,5 nm (Min) à 592,0 nm (Max)

- Classe L :592,0 nm (Min) à 594,5 nm (Max)

Le numéro de pièce complet, incluant les codes de classe (ex. : LTST-S320KSKT), spécifie les caractéristiques de performance exactes du dispositif. Les concepteurs doivent sélectionner la classe appropriée pour répondre aux exigences de luminosité et de cohérence de couleur de leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (pages 6-9), l'analyse suivante est basée sur les données tabulaires fournies et le comportement standard d'une LED.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La tension directe (V_F) a une plage typique de 1,80V à 2,40V à 20mA. Comme toutes les diodes, la relation I-V est exponentielle. Faire fonctionner la LED nettement en dessous de 20mA entraînera une V_F plus faible, tandis que la piloter au courant continu maximal de 30mA augmentera V_F et la dissipation de puissance. Une résistance limitatrice de courant ou un pilote à courant constant est essentiel pour un fonctionnement stable.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement. Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la température de jonction. Le système de classement garantit une luminosité prévisible dans la condition de test standard de 20mA.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED AlInGaP est affectée par la température. Lorsque la température de jonction augmente, la tension directe diminue généralement légèrement, tandis que le flux lumineux diminue. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -30°C à +85°C garantit un fonctionnement fiable, mais les conceptions doivent gérer la dissipation thermique pour maintenir une luminosité et une longévité optimales, en particulier lors d'un fonctionnement près du courant maximal ou dans des températures ambiantes élevées.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les dimensions clés (en millimètres) incluent la taille du corps et l'espacement des connexions, qui sont critiques pour la conception de l'empreinte sur le PCB. La conception à émission latérale signifie que la surface d'émission lumineuse principale se trouve sur le côté long du boîtier.

5.2 Schéma de pastilles de soudure recommandé et polarité

La fiche technique fournit un motif de pastilles recommandé (conception des plots de soudure) pour le PCB. Respecter ce motif assure une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant la refusion. Le dispositif a un marquage de polarité (généralement un indicateur de cathode sur le boîtier). L'orientation correcte est cruciale, car l'application d'une tension inverse peut détruire la LED.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion infrarouge

Un profil de refusion suggéré pour les processus sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent :

- Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.

- Température de pointe :Maximum de 260°C.

- Temps au-dessus du liquidus :Le dispositif doit être exposé à la température de pointe pendant un maximum de 10 secondes. La refusion doit être effectuée un maximum de deux fois.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire :

- Température du fer :Maximum 300°C.

- Temps de soudure :Maximum 3 secondes par connexion.

- Fréquence :Ne doit être effectuée qu'une seule fois pour minimiser le stress thermique.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

6.4 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre pendant la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :Bien que la bobine scellée offre une protection, les dispositifs retirés de l'emballage doivent être utilisés rapidement. Si un stockage est nécessaire, ils doivent être conservés dans un environnement sec (<60% HR, <30°C). Pour un stockage prolongé en dehors de l'emballage d'origine, un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote est recommandé. Les dispositifs stockés pendant plus d'une semaine peuvent nécessiter un séchage (ex. : 60°C pendant 20 heures) avant soudure pour éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

7. Conditionnement et commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse de 8mm sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre.

- Quantité par bobine :3000 pièces.

- Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.

- Spécifications de la bande :Conforme à la norme ANSI/EIA-481. Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture. Le nombre maximal autorisé de composants manquants consécutifs est de deux.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Électronique grand public :Éclairage latéral pour le rétroéclairage de boutons, indicateurs de puissance ou voyants d'état dans les appareils électroménagers, équipements audio et télécommandes.
• Instrumentation :Indicateurs de panneau et rétroéclairage pour compteurs, commandes industrielles et dispositifs médicaux (sous réserve d'une validation de fiabilité appropriée).
• Éclairage intérieur automobile :Indicateurs d'état basse consommation, bien qu'une qualification selon les normes de qualité automobile serait nécessaire.
• Éclairage décoratif :Éclairage latéral pour panneaux en acrylique ou enseignes.

8.2 Considérations de conception critiques

1. Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_F maximale de la classe pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites même avec des variations d'un composant à l'autre.
2. Gestion thermique :Assurez-vous que la conception du PCB offre un dégagement thermique adéquat, surtout si plusieurs LED sont utilisées ou si le fonctionnement a lieu dans des températures ambiantes élevées. La limite de dissipation de puissance de 75mW doit être respectée.
3. Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit un faisceau large. Pour une lumière plus dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La lentille transparente offre une diffusion lumineuse minimale.
4. Sélection de la forme d'onde :Pour les applications nécessitant une luminosité apparente plus élevée ou un multiplexage, un fonctionnement pulsé jusqu'au courant de crête (80mA, cycle de service 1/10) peut être utilisé, mais le courant moyen ne doit pas dépasser la valeur nominale continue.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTST-S320KSKT se différencie par sa combinaison spécifique d'attributs :

- Matériau (AlInGaP) :Comparé aux anciennes technologies GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité et une luminosité nettement supérieures pour les couleurs jaune et ambre, entraînant une consommation d'énergie plus faible pour le même flux lumineux.

- Boîtier (Émission latérale) :Contrairement aux LED à émission supérieure, ce boîtier est spécialement conçu pour les applications où la lumière doit être émise parallèlement à la surface du PCB, économisant de l'espace vertical et simplifiant le couplage optique dans les guides de lumière.

- Plaquage à l'étain :Les connexions plaquées étain offrent une excellente soudabilité et sont compatibles avec les processus sans plomb, offrant de meilleures caractéristiques environnementales et de fiabilité par rapport aux anciens plaquages à base de plomb.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde au point le plus élevé du spectre d'émission de la LED (588 nm).Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique que l'œil humain percevrait comme correspondant à la couleur de la LED (587-594,5 nm), calculée à partir des coordonnées de couleur. La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.2 Puis-je piloter cette LED à 30mA en continu ?

Oui, 30mA est le courant direct continu maximal recommandé. Cependant, fonctionner à ce maximum générera plus de chaleur et peut réduire la durée de vie de la LED par rapport à un fonctionnement à un courant plus faible comme 20mA. Une conception thermique adéquate est cruciale à 30mA.

10.3 Comment interpréter le code de classe dans le numéro de pièce ?

Le numéro de pièce complet LTST-S320KSKT inclut des codes de classe intégrés pour la tension directe (F), l'intensité (P/Q/R) et la longueur d'onde dominante (J/K/L). Consultez les tableaux de codes de classe dans les sections 3.1-3.3 pour comprendre la plage de performance spécifique du dispositif que vous commandez.

10.4 Un dissipateur thermique est-il requis ?

Pour une seule LED fonctionnant à 20mA, un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis si le PCB fournit une pastille de cuivre raisonnable pour la diffusion de la chaleur. Pour les matrices, un fonctionnement à courant élevé ou des températures ambiantes élevées, une analyse thermique doit être effectuée pour s'assurer que la température de jonction reste dans des limites sûres.

11. Exemple d'application pratique

11.1 Conception d'un indicateur d'état basse consommation

Scénario :Un produit nécessite une LED d'état jaune à émission latérale alimentée par une ligne logique numérique de 5V.

Étapes de conception :

1. Sélection du point de fonctionnement :Choisissez I_F= 15mA pour un bon équilibre entre luminosité et longévité.

2. Calcul de la résistance série :Utilisez la V_F maximale de la classe la plus défavorable (F3 : 2,40V) pour une conception sûre. R = (5V - 2,40V) / 0,015A = 173,3Ω. Sélectionnez la valeur standard la plus proche, 180Ω.

3. Vérification de la puissance :Puissance dans la LED : P_LED= V_F* I_F≈ 2,4V * 0,015A = 36mW, bien en dessous du maximum de 75mW. Puissance dans la résistance : P_R= (I_F)² * R = (0,015)² * 180 = 40,5mW. Utilisez au moins une résistance de taille 0805.

4. Conception du PCB :Placez la LED selon le motif de pastilles recommandé. Assurez-vous que la pastille de la cathode (marquée) est connectée à la masse ou au côté de tension inférieure.

12. Introduction au principe technologique

Le LTST-S320KSKT est basé sur la technologie semi-conductrice AlInGaP. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans les matériaux AlInGaP, cette recombinaison libère principalement de l'énergie sous forme de photons (lumière) dans la région jaune du spectre visible (autour de 590 nm). La couleur spécifique (longueur d'onde dominante) est déterminée par la composition atomique précise (bande interdite) des couches semi-conductrices cultivées pendant la fabrication. Le boîtier à émission latérale utilise une cavité réfléchissante et une lentille en époxy transparente pour diriger la lumière générée vers le côté du composant.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance générale pour les LED SMD comme celle-ci va vers :

- Une efficacité plus élevée :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour le même flux lumineux.

- Une meilleure cohérence des couleurs :Des tolérances de classement plus strictes et des processus de fabrication avancés conduisent à moins de variations de couleur et de luminosité au sein d'un lot de production, ce qui est critique pour les applications utilisant plusieurs LED.

- La miniaturisation :Bien qu'il s'agisse d'un boîtier standard, l'industrie continue de développer des empreintes plus petites pour les applications à haute densité.

- Une fiabilité améliorée :Les améliorations des matériaux de boîtier (époxy, cadres de connexions) et des processus de fabrication continuent d'augmenter la durée de vie opérationnelle et la tolérance aux conditions environnementales difficiles comme les températures et l'humidité élevées.