Fiche technique LED SMD LTST-C171TBKT - Dimensions 1,6x0,8x0,6 mm - Tension 2,8-3,8 V - Couleur Bleue - Puissance 76 mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C171TBKT est une puce LED à montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage électronique moderne. Il appartient à une famille de composants super-minces, avec un facteur de forme compact et une hauteur de seulement 0,80 mm. Cela le rend adapté aux applications où les contraintes d'espace et le faible profil sont des facteurs de conception critiques. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrure de Gallium-Indium) pour produire une lumière bleue, encapsulée dans un boîtier à lentille transparente. Il est conçu pour être compatible avec les équipements automatisés de placement et les procédés standards de soudure par refusion, y compris les méthodes infrarouge (IR) et à phase vapeur, facilitant ainsi la fabrication en grande série.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant direct continu maximal est de 20 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 100 mA est autorisé sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. La dissipation de puissance maximale est de 76 mW. La capacité de tenue en tension inverse est de 5 V, mais un fonctionnement continu en polarisation inverse est interdit. La plage de température de fonctionnement s'étend de -20°C à +80°C, tandis que la plage de stockage est plus large, de -30°C à +100°C. Le composant est conçu pour être soudé à 260°C pendant 5 secondes dans les procédés IR/à vague et à 215°C pendant 3 minutes en phase vapeur.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les principaux paramètres de performance sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA. L'intensité lumineuse (IV) a une plage typique allant d'un minimum de 28,0 mcd à un maximum de 180,0 mcd. La tension directe (VF) varie de 2,80 V à 3,80 V. Le dispositif émet une lumière bleue avec une longueur d'onde d'émission de crête typique (λP) de 468 nm et une plage de longueur d'onde dominante (λd) de 465,0 nm à 475,0 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est typiquement de 25 nm, indiquant la pureté spectrale. L'angle de vision (2θ1/2) est de 130 degrés, offrant un large champ d'éclairage. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5V.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en bins selon trois paramètres clés pour assurer une cohérence dans la conception des applications.

3.1 Binning de la tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,2V de 2,80V à 3,80V. Les codes de bin sont D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V), D10 (3,40-3,60V) et D11 (3,60-3,80V). Une tolérance de ±0,1V s'applique à l'intérieur de chaque bin.

3.2 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en quatre bins : N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) et R (112,0-180,0 mcd). Une tolérance de ±15% s'applique à chaque bin d'intensité.

3.3 Binning de la longueur d'onde dominante

La couleur bleue est définie par deux bins de longueur d'onde dominante : AC (465,0-470,0 nm) et AD (470,0-475,0 nm). La tolérance pour chaque bin est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour les ingénieurs de conception. Ces courbes représentent graphiquement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse, et la distribution spectrale de puissance de la lumière bleue émise. L'analyse de la courbe IV aide à sélectionner la résistance de limitation de courant appropriée pour obtenir la luminosité souhaitée tout en maintenant l'efficacité. La courbe de déclassement en température montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante dépasse 30°C, à un taux défini par le facteur de déclassement. La courbe de distribution spectrale confirme les longueurs d'onde de crête et dominantes, garantissant que la couleur émise répond aux exigences de l'application.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La puce LED suit les dimensions de boîtier standard EIA. Toutes les dimensions critiques sont fournies en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,10 mm sauf indication contraire. Le profil super-mince de 0,80 mm est une caractéristique mécanique clé.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Le composant possède des bornes anode et cathode. La fiche technique inclut une disposition suggérée des pastilles de soudure (empreinte) pour assurer la formation fiable des joints de soudure et un bon alignement pendant la refusion. Respecter cette empreinte est crucial pour la stabilité mécanique et la gestion thermique.

5.3 Spécifications de la bande et de la bobine

Le dispositif est fourni en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, compatibles avec les équipements d'assemblage automatisés. La quantité standard par bobine est de 3000 pièces. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994, avec les alvéoles vides scellées par un film de couverture supérieur.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Des profils de refusion suggérés détaillés sont fournis pour les procédés de soudure normaux (étain-plomb) et sans plomb. Le profil sans plomb est spécifiquement calibré pour la pâte à souder SnAgCu. Les paramètres clés incluent la température et le temps de préchauffage, le temps au-dessus du liquidus, la température de crête (max 260°C) et le temps à la température de crête (max 5 secondes).

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Les composants retirés de leur sachet barrière à l'humidité d'origine doivent être soudés par refusion dans les 672 heures (28 jours). Pour un stockage au-delà de cette période, un séchage à environ 60°C pendant au moins 24 heures est recommandé avant l'assemblage pour éviter les dommages induits par l'humidité (effet pop-corn) pendant la refusion.

6.3 Instructions de nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED SMD bleue est adaptée au rétroéclairage dans l'électronique grand public (ex : claviers, voyants lumineux), aux indicateurs d'état dans les équipements de communication et de bureau, et aux applications d'éclairage décoratif. Son faible profil la rend idéale pour les appareils fins comme les smartphones, tablettes et écrans ultra-minces.

7.2 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant dédiée en série avec chaque LED. Commander plusieurs LED en parallèle directement à partir d'une seule source de courant (Modèle de circuit B) est déconseillé, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (Vf) des LED individuelles peuvent entraîner des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, une luminosité inégale.

7.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des mesures de contrôle ESD appropriées doivent être mises en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Celles-ci incluent l'utilisation de bracelets de mise à la terre ou de gants antistatiques, la vérification que tous les postes de travail et équipements sont correctement mis à la terre, et le maintien d'un environnement à humidité contrôlée dans la zone d'assemblage.

8. Comparaison et différenciation technique

La principale caractéristique distinctive de ce composant est sa hauteur ultra-faible de 0,80 mm, ce qui est avantageux par rapport aux boîtiers LED standard. La combinaison d'un large angle de vision de 130 degrés et d'une structure de binning bien définie pour l'intensité, la tension et la longueur d'onde offre aux concepteurs une performance prévisible. Sa compatibilité avec les procédés standards de soudure IR, à phase vapeur et à vague offre une flexibilité de fabrication sans nécessiter d'équipement spécialisé.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

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 le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique qui correspond le mieux à la couleur perçue de la lumière. Pour la conception, la longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je commander cette LED sans résistance série ?

R : Ce n'est pas recommandé. La tension directe a une plage (2,8-3,8V). La connecter directement à une source de tension proche de cette plage peut provoquer un courant excessif si la Vf de la LED est à l'extrémité basse, risquant de l'endommager. Une résistance série est nécessaire pour régler et limiter de manière fiable le courant de fonctionnement.

Q : Comment la température affecte-t-elle les performances ?

R : Lorsque la température ambiante augmente, l'intensité lumineuse diminue généralement. La fiche technique spécifie un facteur de déclassement pour le courant direct au-dessus de 30°C. De plus, la tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température augmente.

10. Étude de cas d'intégration

Considérons une conception pour un appareil portable nécessitant plusieurs indicateurs d'état bleus. Le concepteur sélectionne le LTST-C171TBKT pour son faible profil. Pour garantir une luminosité uniforme sur les 5 indicateurs, il spécifie des LED du même bin d'intensité lumineuse (ex : Bin Q) et du même bin de tension directe (ex : Bin D9). Une source de tension constante de 5V est disponible. En utilisant la Vf typique de 3,3V (milieu de D9) et un courant cible de 20 mA, la valeur de la résistance série est calculée comme R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ohms. Une résistance standard de 82 Ohm ou 91 Ohm serait choisie, en vérifiant sa puissance nominale. Le routage du PCB utilise les dimensions de pastilles recommandées et inclut des zones de protection ESD appropriées dans la zone d'assemblage.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée entre l'anode et la cathode, des électrons et des trous sont injectés dans la région active du matériau semi-conducteur InGaN. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La largeur de bande interdite spécifique du matériau InGaN détermine la longueur d'onde des photons émis, qui dans ce cas se situe dans la région bleue du spectre visible. La lentille en époxy transparente façonne le faisceau lumineux et assure une protection environnementale.

12. Tendances technologiques

La tendance pour les LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et une meilleure gestion thermique pour permettre des courants de commande plus élevés. L'accent est également mis sur des tolérances de binning plus serrées pour fournir une couleur et une luminosité plus cohérentes pour des applications exigeantes comme le rétroéclairage d'affichage. La poussée vers la miniaturisation dans l'électronique grand public exige des boîtiers encore plus fins que les 0,80 mm présentés ici.