Fiche technique LED SMD LTST-C950RTBKT - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 2.8-3.8V - Puissance 76mW - Puce InGaN Bleue - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED à montage en surface (SMD). Conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), ce composant est adapté aux applications à espace restreint dans une large gamme d'équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Intègre une conception de lentille en dôme pour une distribution de lumière optimisée.
• Utilise une puce semi-conductrice ultra-lumineuse en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN).
• Conditionné en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour une manutention automatisée.
• Conforme aux dimensions de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Caractéristiques de commande compatibles avec les circuits intégrés (CI).
• Entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatiques standard de type pick-and-place.
• Conçu pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications cibles

Cette LED est conçue pour être utilisée dans divers secteurs nécessitant des solutions d'indication ou de rétroéclairage fiables et compactes.

• Télécommunications & Bureautique :Indicateurs d'état dans les routeurs, modems, imprimantes et photocopieurs.
• Électronique grand public & Électroménager :Indicateurs d'alimentation, de mode ou de fonction.
• Équipements industriels :Signalisation d'état de machine, de défaut ou de mode opératoire.
• Rétroéclairage de clavier/touches :Éclairage pour environnements à faible luminosité.
• Indicateurs d'état :Mise sous tension, charge de batterie, activité réseau.
• Micro-affichages & Éclairage de symboles :Affichages d'information à petite échelle et éclairage d'icônes.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

La section suivante détaille les paramètres électriques, optiques et thermiques critiques qui définissent les limites de performance du composant. Toutes les mesures sont standardisées à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement continu à ou près de ces limites n'est pas conseillé et réduira la fiabilité et la durée de vie.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la puissance totale maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée à partir de la tension directe (Vf) et du courant (If).
• Courant direct de crête (Ifp) :100 mA. Permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (If) :20 mA. Le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu fiable.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est spécifié pour fonctionner correctement.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C. La plage de température sûre pour le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Condition de soudage par refusion infrarouge :Température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ceci définit le profil thermique que le composant peut supporter pendant l'assemblage sur PCB.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (Iv) :450 - 2800 mcd (millicandela) à If=20mA. Cette large plage est gérée via un système de classement (voir Section 3). La mesure utilise un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ½) :25 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (axiale), définissant la largeur du faisceau.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :468 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λd) :460 - 475 nm à If=20mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Elle est également classée.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :25 nm (typique). La largeur de bande spectrale mesurée à la moitié de l'intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (Vf) :2.8 - 3.8 V à If=20mA. La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Ce paramètre est classé.
• Courant inverse (Ir) :10 μA (maximum) à Vr=5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

2.3 Considérations thermiques

Bien que non explicitement représenté graphiquement dans les données fournies, la gestion thermique est implicite dans les spécifications. Dépasser la température de jonction maximale, déduite de la Dissipation de Puissance et de la résistance thermique du boîtier, accélérera la dépréciation des lumens et peut conduire à une défaillance catastrophique. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -20°C à +80°C est la température ambiante ; la température de jonction sera plus élevée en fonction du courant de commande et de la conception du PCB.

3. Explication du système de classement

En raison des variations inhérentes à la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées (classées) après production sur la base de paramètres clés. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de cohérence spécifiques pour leur application.

3.1 Classement par tension directe (Vf)

Les unités sont triées selon leur chute de tension directe à 20mA. Ceci est crucial pour concevoir des circuits de limitation de courant et assurer une luminosité uniforme dans les réseaux multi-LED alimentés par une source de tension constante.

• Codes de classe :D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V), D10 (3.40-3.60V), D11 (3.60-3.80V).
• Tolérance :+/- 0.1V au sein de chaque classe.

3.2 Classement par intensité lumineuse (Iv)

C'est le paramètre principal de tri de la luminosité, mesuré en millicandelas (mcd) à 20mA.

• Codes de classe :U (450-710 mcd), V (710-1120 mcd), W (1120-1800 mcd), X (1800-2800 mcd).
• Tolérance :+/- 15% au sein de chaque classe.

3.3 Classement par teinte (Longueur d'onde dominante, λd)

Ce classement assure la cohérence des couleurs, ce qui est vital pour les applications où plusieurs LED sont vues ensemble.

• Codes de classe :AB (460.0-465.0 nm), AC (465.0-470.0 nm), AD (470.0-475.0 nm).
• Tolérance :+/- 1 nm au sein de chaque classe.

Une référence complète pour la commande inclurait typiquement les codes pour les classes Vf, Iv et λd afin de garantir des caractéristiques de performance spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu du comportement du dispositif dans différentes conditions. L'analyse suivante est basée sur les courbes typiques attendues pour une LED bleue InGaN.

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La courbe I-V est non linéaire, présentant un seuil de conduction net à la tension directe (Vf). Au-dessus de cette tension de coude, le courant augmente de façon exponentielle avec une faible augmentation de tension. Cela souligne la nécessité de piloter les LED avec une source à courant limité (par exemple, un pilote à courant constant ou une source de tension avec une résistance en série) plutôt qu'avec une source de tension pure, pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct (Iv-If)

Cette courbe montre que l'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement typique (par exemple, jusqu'à 20mA). Cependant, l'efficacité (lumens par watt) peut atteindre un pic à un courant inférieur au maximum spécifié. Un pilotage au-delà du courant recommandé entraîne une augmentation de la chaleur, une réduction de l'efficacité et une dégradation accélérée.

4.3 Dépendance à la température

Bien que non explicitement montrée, c'est une caractéristique fondamentale que la performance des LED est sensible à la température.

• Tension directe (Vf) :Diminue avec l'augmentation de la température de jonction (coefficient de température négatif). Cela peut affecter la stabilité des circuits simples de limitation de courant basés sur une résistance.
• Intensité lumineuse (Iv) :Diminue avec l'augmentation de la température de jonction. Un fonctionnement à haute température entraînera une réduction du flux lumineux.
• Longueur d'onde (λd) :Se décale généralement légèrement avec la température, ce qui peut être une considération dans les applications critiques en termes de couleur.

4.4 Distribution spectrale

Le graphique de sortie spectrale montrerait un pic unique et dominant dans la région bleue (~468 nm) avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) caractéristique d'environ 25 nm. Il y a une émission minimale dans les autres parties du spectre visible, ce qui est typique pour une LED monochromatique InGaN.

5. Informations mécaniques & de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à un format SMD standard. Les dimensions clés (en millimètres) incluent une taille de corps typique d'environ 3.2mm (L) x 2.8mm (l) x 1.9mm (H), avec une tolérance de ±0.1mm sauf indication contraire. L'empreinte spécifique (footprint) est fournie pour la conception du PCB.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement indiquée par un marqueur visuel sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point vert ou un coin coupé sur la lentille. L'empreinte PCB doit inclure un marqueur correspondant. Une connexion de polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer et, si une tension inverse dépassant la valeur maximale est appliquée, peut endommager le dispositif.

5.3 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni en bande porteuse gaufrée pour l'assemblage automatisé.

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Scellement des alvéoles :Les alvéoles vides sont scellées avec un ruban de couverture.
• Standard de conditionnement :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

6. Directives de soudage & d'assemblage

6.1 Profil de refusion IR recommandé (Procédé sans plomb)

Un profil de refusion conforme à la norme JEDEC est recommandé pour un soudage fiable.

• Température de préchauffage :150-200°C.
• Temps de préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre un chauffage uniforme et l'activation de la pâte.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le profil d'exemple suggère une cible de 10 secondes maximum à la température de crête.
• Cycles de refusion maximum :Deux fois recommandé.

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Les valeurs fournies sont des directives ; une caractérisation au niveau de la carte est conseillée.

6.2 Soudage manuel (si nécessaire)

À utiliser avec une extrême prudence pour éviter un choc thermique.

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par pastille.
• Cycles maximum :Une seule fois.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, n'utiliser que des solvants approuvés pour éviter d'endommager la lentille en époxy.

• Solvants recommandés :Alcool éthylique ou alcool isopropylique.
• Procédé :Immerger à température normale pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser le nettoyage par ultrasons à moins qu'il ne soit vérifié comme sûr pour le composant.
• À éviter :Nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs.

7. Stockage & Manutention

7.1 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Ce dispositif est sensible aux décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être en place pendant la manutention et l'assemblage.

• Utiliser des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques.
• S'assurer que tous les postes de travail, outils et équipements sont correctement mis à la terre.
• Stocker et transporter dans un emballage conducteur ou antistatique.

7.2 Sensibilité à l'humidité & Stockage

Le boîtier est sensible à l'humidité (probablement MSL 3).

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année suivant la date de conditionnement sec.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de l'emballage barrière à l'humidité d'origine, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR.
• Durée de vie hors emballage :Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture de l'emballage sec.
• Stockage prolongé (hors emballage) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Rebaking (re-séchage) :Si exposé pendant plus d'une semaine, sécher à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

8. Notes d'application & Considérations de conception

8.1 Limitation de courant

Toujours utiliser un mécanisme de limitation de courant. La méthode la plus simple est une résistance en série calculée comme R = (Valim - Vf) / If, où Vf doit être la valeur maximale de la classe ou de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas la limite dans les pires conditions. Pour une meilleure stabilité et efficacité face aux variations de température et de Vf d'une unité à l'autre, envisager d'utiliser un pilote à courant constant.

8.2 Gestion thermique sur PCB

Bien qu'il s'agisse d'un petit dispositif, la dissipation de puissance (jusqu'à 76mW) génère de la chaleur.

• Utiliser l'empreinte PCB recommandée pour faciliter le transfert de chaleur de la pastille thermique de la LED (si présente) vers le cuivre de la carte.
• Incorporer des vias thermiques sous la pastille pour conduire la chaleur vers les couches internes ou inférieures de la carte.
• Éviter de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur.
• Pour les applications à courant élevé ou à température ambiante élevée, déclasser le courant direct maximum pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 25 degrés fournit un faisceau relativement concentré. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (par exemple, diffuseurs, guides de lumière) seront nécessaires. La lentille transparente est adaptée aux applications où la couleur bleue de la puce est souhaitée ; pour un aspect diffusé, une lentille diffuseuse blanc laiteux ou colorée devrait être ajoutée extérieurement.

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

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

La Longueur d'onde de crête (λp)est le pic littéral de la courbe de distribution de puissance spectrale (468 nm).La Longueur d'onde dominante (λd)est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, calculée à partir des coordonnées de couleur CIE, et peut différer légèrement de λp (460-475 nm). λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

9.2 Puis-je piloter cette LED à 30mA pour plus de luminosité ?

Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu est de 20 mA. Dépasser cette spécification augmentera la température de jonction au-delà des limites de conception, entraînant une dépréciation rapide des lumens, un décalage de couleur et une défaillance potentielle catastrophique. Pour un flux lumineux plus élevé, sélectionnez une LED d'une classe d'intensité lumineuse plus élevée ou un produit spécifié pour un courant plus élevé.

9.3 Pourquoi la plage de tension directe est-elle si large (2.8-3.8V) ?

C'est une caractéristique de la variation de fabrication des semi-conducteurs. Le système de classement (D7 à D11) existe précisément pour gérer cela. Pour une performance cohérente dans un réseau, spécifiez et utilisez des LED de la même classe Vf, ou utilisez un pilote à courant constant qui compense intrinsèquement les différences de Vf.

9.4 Cette LED est-elle adaptée aux applications automobiles ou médicales ?

La fiche technique indique que la LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle ou où une défaillance pourrait compromettre la sécurité (automobile, médical, aéronautique), une consultation avec le fabricant est requise pour obtenir des composants qualifiés et testés selon les normes industrielles pertinentes (par exemple, AEC-Q102 pour l'automobile).

10. Introduction technologique & Tendances

10.1 Technologie de puce InGaN

Cette LED utilise une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). L'InGaN est le système de matériau qui permet une émission efficace dans les régions bleue, verte et blanche (via conversion de phosphore) du spectre. Son développement a été crucial pour créer des LED blanches et des affichages en couleur. La technologie offre une haute efficacité, une bonne fiabilité et la capacité de produire des dispositifs très lumineux à partir de petites surfaces de puce.

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance générale des LED SMD va vers :

• Une Efficacité plus élevée (lm/W) :Réduction de la consommation d'énergie pour le même flux lumineux.
• Une Cohérence de couleur améliorée :Des tolérances de classement plus serrées pour des applications comme le rétroéclairage d'affichage.
• Une Fiabilité & Durée de vie plus élevées :Surtout pour les applications exigeantes comme l'éclairage automobile.
• Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers (par exemple, métriques 0201, 01005) pour des dispositifs ultra-compacts.
• Solutions intégrées :LED avec résistances de limitation de courant intégrées, diodes Zener pour la protection ESD, ou boîtiers multi-puces pour le mélange de couleurs.

Ce composant représente une catégorie de produit mature et bien établie, optimisée pour une performance fiable dans des environnements d'assemblage automatisé à grand volume.