Fiche technique LED SMD LTST-T180UBKT - Bleu 468nm - Angle de vision 120° - 30mA - 108mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), avec un facteur de forme miniature idéal pour les applications à espace restreint. La LED utilise un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière bleue, encapsulée dans un boîtier à lentille transparente.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

La LED est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Elle est fournie sur bande de 8mm standard de l'industrie, sur bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant la compatibilité avec les équipements automatisés de pick-and-place. Le dispositif est conçu pour être compatible avec les circuits intégrés (CI) et peut supporter les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR). Il a été préconditionné pour atteindre le niveau de sensibilité à l'humidité 3 selon JEDEC.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED convient à un large éventail d'équipements électroniques. Les principaux domaines d'application incluent les dispositifs de télécommunication, l'équipement de bureau, les appareils électroménagers et les systèmes de contrôle industriel. Ses utilisations typiques sont comme indicateurs d'état, éclairage de signalisation ou de symboles, et pour le rétroéclairage de panneaux avant.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Les dépasser peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :108 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, typiquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans cette plage.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres définissent la performance typique de la LED dans des conditions normales de fonctionnement à Ta=25°C.

• Intensité lumineuse (I_V) :280 à 560 millicandelas (mcd) à un courant direct (I_F) de 20mA. L'intensité est mesurée avec un capteur et un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :468 nanomètres (nm) typique. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :465 à 475 nm 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) :20 nm typique. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :2.6 à 3.6 Volts à I_F=20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant.
• Courant inverse (I_R) :10 μA maximum à une tension inverse (V_R) de 5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement par bacs

Les LED sont triées en bacs selon des paramètres de performance clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production.

3.1 Classe de tension directe (V_F)

Mesurée à 20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±0.1 Volt.

• D6 :2.6V (Min) - 2.8V (Max)
• D7 :2.8V - 3.0V
• D8 :3.0V - 3.2V
• D9 :3.2V - 3.4V
• D10 :3.4V - 3.6V

3.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Mesurée en millicandelas (mcd) à 20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±11%.

• T1 :280 mcd (Min) - 355 mcd (Max)
• T2 :355 mcd - 450 mcd
• U1 :450 mcd - 560 mcd

3.3 Classe de longueur d'onde dominante (λ_d)

Mesurée en nanomètres (nm) à 20mA. La tolérance pour chaque bac est de ±1 nm.

• AC :465.0 nm (Min) - 470.0 nm (Max)
• AD :470.0 nm - 475.0 nm

4. Analyse des courbes de performance

Des courbes caractéristiques typiques sont fournies pour illustrer la relation entre les paramètres clés. Ces courbes sont essentielles pour la conception de circuit et la prédiction des performances.

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

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est cruciale pour sélectionner la résistance de limitation de courant appropriée dans un circuit de commande.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique démontre comment la sortie lumineuse (en mcd) augmente avec le courant direct. Il montre typiquement une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée, aidant les concepteurs à atteindre les niveaux de luminosité souhaités.

4.3 Distribution spectrale de puissance

Cette courbe trace l'intensité lumineuse relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à environ 468nm et la demi-largeur spectrale d'environ 20nm, définissant les caractéristiques de la couleur bleue.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme au contour standard de boîtier SMD de l'EIA. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0.2mm sauf indication contraire. Le dessin inclut les mesures clés telles que la longueur, largeur, hauteur du corps et l'espacement des broches.

5.2 Schéma recommandé de pastilles de fixation sur PCB

Un diagramme de motif de pastilles est fourni pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Il montre les dimensions et espacements recommandés des pastilles de cuivre sur le PCB pour assurer une bonne formation des joints de soudure, une stabilité mécanique et une gestion thermique.

5.3 Identification de la polarité

La cathode (borne négative) est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier, comme une encoche, un point ou un coin coupé. L'orientation correcte de la polarité est critique lors de l'assemblage.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de température suggéré pour les processus de soudage sans plomb est fourni, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent :

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

Les profils doivent être caractérisés pour la conception de PCB, les composants et la pâte à souder spécifiques utilisés.

6.2 Conditions de stockage

Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'il est stocké dans le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant.
Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage d'origine, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 168 heures (7 jours). Pour un stockage au-delà de cette période, cuire à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Éviter les liquides chimiques non spécifiés.

6.4 Soudage manuel (Fer à souder)

Si un soudage manuel est requis, limiter la température de la pointe du fer à un maximum de 300°C et le temps de soudage à un maximum de 3 secondes par broche. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois.

7. Informations d'emballage et de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont emballées dans une bande porteuse gaufrée de 8mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Les dimensions des alvéoles de la bande et des bobines sont fournies dans des dessins détaillés, conformes aux spécifications ANSI/EIA-481.

7.2 Notes d'emballage

• Les alvéoles vides de composants sont scellées avec une bande de couverture supérieure.
• La quantité d'emballage minimale pour les lots restants est de 500 pièces.
• Un maximum de deux composants (lampes) manquants consécutifs est autorisé par bobine.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant doit être connectée en série avec chaque LED individuelle. Un circuit de commande simple consiste en une source de tension (V_CC), une résistance série (R_S), et la LED. La valeur de la résistance est calculée avec la loi d'Ohm : R_S= (V_CC- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe de la LED au courant désiré I_F.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurez-vous que la conception du PCB permet une dissipation thermique adéquate, surtout lors d'un fonctionnement proche des valeurs maximales de courant ou de puissance.
• Conception optique :Le large angle de vision de 120° rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large ou une visibilité sous plusieurs angles. Envisagez des lentilles ou des guides de lumière si un faisceau plus focalisé est nécessaire.
• Protection ESD :Bien que non explicitement indiqué, les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux points de différenciation de cette LED incluent sa combinaison d'une intensité lumineuse relativement élevée (jusqu'à 560 mcd) avec un angle de vision très large de 120 degrés. La technologie InGaN fournit une émission de lumière bleue efficace. Sa compatibilité avec l'assemblage automatisé et les processus standards de refusion IR en fait un choix rentable pour la fabrication en grande série. La structure détaillée de classement par bacs permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec des tolérances de paramètres serrées pour les applications nécessitant une cohérence de couleur ou de luminosité.

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

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

La Longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde physique où la LED émet le plus de puissance optique. La Longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée basée sur la perception humaine des couleurs (diagramme CIE) et représente la longueur d'onde unique de la couleur spectrale pure qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour les LED monochromatiques comme cette LED bleue, elles sont souvent proches mais pas identiques.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3.3V sans résistance ?

Ce n'est pas recommandé. La tension directe (V_F) varie de 2.6V à 3.6V. Connecter une alimentation 3.3V directement pourrait entraîner un courant excessif si le V_Fde la LED est inférieur à 3.3V, risquant de l'endommager. Utilisez toujours une résistance série de limitation de courant ou un pilote à courant constant.

10.3 Pourquoi la condition de stockage pour un emballage ouvert est-elle plus stricte que pour un emballage scellé ?

L'emballage scellé contient un dessiccant pour maintenir un niveau d'humidité très bas, protégeant le dispositif sensible à l'humidité. Une fois ouvert, la LED est exposée à l'humidité ambiante, qui peut être absorbée dans le boîtier plastique. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant un délaminage interne ou un \"effet pop-corn\", qui fissure le boîtier. La durée de vie de 168 heures et les exigences de cuisson sont des précautions contre ce mode de défaillance.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état multi-LED pour un routeur réseau.
Le panneau nécessite 10 LED d'état bleues. Une luminosité uniforme est critique pour des raisons esthétiques et fonctionnelles.
Étapes de conception :
1. Conception du circuit :Utiliser une ligne 5V. En supposant un V_Ftypique de 3.2V du bac D8 et un I_Fcible de 20mA, calculer la résistance série : R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohms. Une résistance standard de 91 Ohms peut être utilisée. Placer une résistance en série avec chaque LED, connectant les 10 paires LED-résistance en parallèle à l'alimentation 5V.
2. Sélection des composants :Spécifier les bacs requis lors de la commande : ex., V_FBac D8, I_VBac U1 (pour haute luminosité), λ_dBac AC pour une teinte bleue cohérente.
3. Implantation PCB :Implémenter le schéma de pastilles recommandé de la fiche technique. Assurer un espacement adéquat entre les LED pour la dissipation thermique.
4. Assemblage :Suivre les directives du profil de refusion IR. Si les cartes sont assemblées par lots dépassant la durée de vie de 168 heures pour les composants ouverts, mettre en œuvre le processus de cuisson à 60°C/48 heures avant le soudage.

12. Introduction au principe

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans une LED InGaN, l'énergie électrique provoque la recombinaison d'électrons et de trous dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière, dans ce cas le bleu (~468 nm), est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau InGaN. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie (résultant en l'angle de vision de 120°), et à améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière.

13. Tendances de développement

La tendance générale de la technologie LED SMD continue vers une plus grande efficacité lumineuse (plus de lumière par watt électrique), une meilleure cohérence et saturation des couleurs, et une miniaturisation accrue. L'accent est également mis sur l'amélioration de la fiabilité sous des conditions de fonctionnement à température et densité de courant plus élevées. Les processus de fabrication sont optimisés pour des tolérances de classement plus serrées et des rendements plus élevés. La recherche d'efficacité énergétique et la prolifération des appareils IoT et portables assurent une demande soutenue pour des LED indicatrices fiables, compactes et performantes comme ce composant.